ºÝºÝߣ

ºÝºÝߣShare a Scribd company logo

Polimer Komposit

•
•
Bambang Afrinaldi
Bambang Afrinaldi

Tinjauan umum, kondisi pasar, permasalahan dan tantangan polimer komposit

1 of 19
Download to read offline
KOMPOSIT POLIMER TINJAUAN UMUM, KONDISI PASAR DAN TANTANGANNYA BALAI TEKNOLOGI POLIMER BADAN PENGKAJIAN DAN PENERAPAN TEKNOLOGI 2018
2 dari 19 DAFTAR ISI DAFTAR ISI.......................................................................................................................... 2 1 PENDAHULUAN............................................................................................................ 3 2 KOMPONEN KOMPOSIT POLIMER ............................................................................. 3 2.1 Matriks.................................................................................................................... 3 2.1.1 Termoset ......................................................................................................... 4 2.1.2 Termoplastik .................................................................................................... 4 2.2 Penguat (reinforcement) ......................................................................................... 4 2.2.1 Glass Fiber ...................................................................................................... 4 2.2.2 Aramid ............................................................................................................. 5 2.2.3 Serat Karbon.................................................................................................... 6 2.2.4 Natural Fiber.................................................................................................... 7 3 PEMROSESAN KOMPOSIT POLIMER ......................................................................... 7 3.1 Lay-up..................................................................................................................... 7 3.2 Filament Winding .................................................................................................... 8 3.3 Pultrusion................................................................................................................ 9 4 PENGUJIAN KOMPOSIT POLIMER.............................................................................. 9 4.1 Sifat Mekanik ........................................................................................................ 10 4.1.1 Tensile dan Flexural Strength ........................................................................ 10 4.1.2 Shear Strength............................................................................................... 10 4.2 Physical Properties ............................................................................................... 10 4.2.1 Fiber Volume Fraction.................................................................................... 10 4.2.2 Density........................................................................................................... 10 4.3 Metode Pengujian Komposit Polimer .................................................................... 10 5 KONDISI PASAR KOMPOSIT POLIMER..................................................................... 11 5.1 Glass Fiber Composites........................................................................................ 12 5.2 Carbon Fiber Composites ..................................................................................... 14 5.3 Natural Fiber Composites ..................................................................................... 16 6 PERMASALAHAN DAN TANTANGAN ........................................................................ 18 7 REFERENSI ................................................................................................................ 19
3 dari 19 Komposit Polimer Tinjauan Umum, Kondisi Pasar dan Tantangannya 1 PENDAHULUAN Material komposit merupakan material yang terdiri dari dua komponen, yaitu penguat (reinforcement) serta pengikat (matrix). Material penguat secara umum terdiri dari serat-serat dengan diameter yang sangat kecil dan panjang yang mana memiliki kekuatan yang sangat kuat bahkan melebihi baja. Namun, perbandingan panjangnya terhadap diameter membuatnya tidak mampu menahan beban tekan (analogi dengan tali atau lidi), oleh karena itu diperlukan pengikat untuk menahan beban tekan serta menyatukan kekuatan fiber-fiber tersebut (analogi dengan lidi yang ditarik secara tunggal akan mudah patah dibandingkan lidi yang ditarik saat mengumpul). Matriks yang digunakan adalah material polimer dimana dapat berupa polimer thermoset atau termoplastik. Saat ini, komposit polimer telah cukup banyak digunakan seperti pada transportasi, konstruksi, dan peralatan olah raga. Selain itu, pada industri otomotif, dirgantara ataupun perkapalan, material komposit disukai karena relatif lebih ringan dan kuat dibandingkan material baja, selain itu material komposit juga lebih tahan karat. Begitu pula untuk industri- industri menengah ke bawah, penggunaan material komposit juga banyak diminati karena kemudahaan fabrikasinya dan biaya fabrikasi yang relatif rendah (untuk komposit fiberglass) dibandingkan bahan plastik. 2 KOMPONEN KOMPOSIT POLIMER 2.1 Matriks Komponen kedua adalah pengikat atau reinforcement. Wujud fisik dari pengikat ini adalah berupa resin, yaitu cairan bahan kimia kental yang jika dicampur katalisator (pemercepat reaksi kimia) dapat mengeras menyerupai bahan plastik yang keras tapi rapuh. Fungsi dari pengikat ini adalah menyatukan fiber-fiber yang masih dalam bentuk jahitan atau bulu yang bersifat fleksibel seperti kain menjadi kaku. Kekuatan dan keuletan bahan komposit fiber diperoleh dari serat yang teganganya disalurkan oleh pengikat (resin). Resin yang umum digunakan di lapangan adalah resin polyester dan resin epoxy. Secara umum, polimer ada 2 jenis yaitu termoset dan termoplastik. Setiap jenis polimer ini dapat digunakan sebagai matriks.
4 dari 19 2.1.1 Termoset Polimer termoset yang banyak digunakan pada pembuatan material komposit adalah epoxy dan unsaturated polyester. Secara umum, resin polyester lebih ekonomis, lebih mudah pengerjaanya (cepat kering dan lebih kental) dan lebih kaku dari resin epoxy. Sedangkan resin epoxy relatif lebih mahal namun lebi kuat dan ulet, serta proses pengeringanya membutuhkan waktu hingga 24 jam sehingga prosesnya memungkinkan dilakukan dengan cetakan vacuum atau oven. 2.1.2 Termoplastik Penelitian mengenai polimer termoplastik yang digunakan pada pembuatan material komposit sangat banyak. Beberapa contoh polimer termoplastik yang digunakan adalah polypropylene, polyethylene dan polyamide (nilon). Tujuan pembuatan komposit dari material termoplastik adalah untuk memperbaiki properties dari polimer aslinya seperti meningkatkan kekuatan mekanik, mengurangi shrinkage (penyusutan), serta meningkatkan konduktifitasnya. 2.2 Penguat (reinforcement) Pada system komposit, penguat berfungsi untuk meningkatkan kekuatan dari komposit. Umumnya penguat yang digunakan adalah material yang memiliki kekuatan mekanik lebih tinggi daripada matriks. Bentuk dari penguat tersebut dapat berupa spheres, plates, maupun rods atau serat dimana hal ini akan menentukan aspek rasio dari penguat tersebut. 2.2.1 Glass Fiber Serat kaca merupakan salah satu jenis serat yang paling banyak digunakan di industry. Terdapat beberapa jenis serat kaca yaitu E-glass, S-glass Berdasarkan susunan seratnya maka serat kaca dapat dikelompokkan menjadi woven, chopped strand mat, chopped strand, dan continuous roving. Woven Roving Chopped Strand Mat
5 dari 19 Chopped Strand Continuous Roving Gambar 1. Serat kaca 2.2.2 Aramid Kevlar sebenarnya adalah nama dagang dari bahan aramid, atau merek terkenal lainya Nomex dan Technora yang dikembangkan oleh DuPont pada tahun 1965. Bahan ini sering diaplikasikan pada roda sepeda, perahu balap hingga yang cukup terkenal digunakan sebagai rompi anti peluru karena kemampuanya menahan benturan yang tinggi. Bahan ini memiliki kekuatan lima kali lebih kuat dari pada baja dengan berat yang sama. Meskipun kekuatan tariknya sangat tinggi, kevlar memiliki kekuatan tekan yang lemah. Kevlar akan hancur menjadi potongan-potongan kecil yang dikenal sebagai fibril ketika patah. Karakteristik unik inilah yang mengakibatkan kevlar memiliki kemampuan menyerap energi yang besar saat gagal atau patah, sehingga tidak jarang digunakan pada aplikasi penahan beban kejut atau benturan. Pada aplikasi militer, kevlar sering kali digunakan untuk helm, pelindung wajah serta rompi anti peluru serta pelindung kendaraan perang agar tidak dapat ditembus oleh peluru. Selain militer, bahan ini juga sering digunakan pada dunia olah raga sebagai pelindung tubuh hingga tangki bahan bakar mobil balap serta kayak berukuran kecil.
6 dari 19 Gambar 2. Aramid Material ini tidak jarang juga dikombinasikan dengan material lain seperti karbon fiber untuk mendapatkan kombinasi sifat yang menguntungkan. Kekakuan dan kekuatan yang tinggi dari karbon fiber serta kemampuan menahan benturan yang baik dari kevlar. Gambar 3. Kombinasi aramid dan carbon fiber 2.2.3 Serat Karbon Serat karbon memiliki beberapa keunggulan dibandingkan serat gelas seperti lebih ringan dan lebih kaku. Namun material ini masih relative mahal sehingga penggunaanya terbatas pada komponen-komponen tertentu seperti komponen pesawat, mobil sport, sepeda balap, raket, komponen drone dan lain-lain. Salah satu kelemahan material ini adalah kekakuan serat karbon yang menyebabkan material ini mudah patah bila terkena beban kejut seperti hantaman ombak. Hal inilah salah satu alasan mengapa serat karbon jarang digunakan pada kapal selain aspek harganya yang cukup mahal.
7 dari 19 Gambar 4. Serat karbon 2.2.4 Natural Fiber Salah satu jenis penguat yang cukup diminati saat ini adalah serat alam. Hal ini sejalan dengan tren perkembangan saat ini yaitu teknologi hijau. Penelitian mengenai penggunaan serat alam untuk penguat pada komposit polimer telah cukup banyak dilakukan. Serat alam yang digunakan dapat berasal dari serat kayu, jute, rami, dan lain-lain. 3 PEMROSESAN KOMPOSIT POLIMER Teknologi pemrosesan komposit polimer cukup banyak. Hal ini disesuaikan dengan jenis produk yang akan dihasilkan serta jenis atau tipe serat yang digunakan. 3.1 Lay-up Berdasarkan proses pembuatannya maka proses lay-up dapat dibagi menjadi 2 jenis yaitu proses hand lay-up dan spray lay-up. Hand Lay-up merupakan proses fabrikasi yang paling sederhana dan paling banyak digunakan untuk kalangan industri menengah kebawah. Proses ini dilakukan dengan cara meratakan fiberglass dengan jenis woven roving atau choped strand mat yang dibasahi dengan resin cair ke dalam cetakan secara manual menggunakan tangan.
8 dari 19 Gambar 5. Proses hand lay-up Proses fabrikasi yang banyak dipakai di industri kapal dan perahu adalah spray up. Resin dan fiberglass dalam bentuk chopped strand dicampur dan disemprotkan ke cetakan kemudian diratakan dengan tangan yang pada umumnya menggunakan alat bantu berupa roller. Sebelum menjadi choped strand, fiberglass sebelumnya berbentuk continuos roving yang dipotong oleh alat sprayer. Proses ini dapat dilakukan untuk bentuk-bentuk yang kompleks dengan banyak lengkungan, yang sulit dilakukan pada proses hand lay-up biasa karena fiberglass jenis woven roving dan choped strand mat memiliki keterbatasan untuk cetakan dengan kurva-kurva yang kompleks. Gambar 6. Proses spray lay-up 3.2 Filament Winding Proses ini biasa dilakukan untuk membuat produk-produk berbentuk silinder dangan arah serat tertentu. Proses filament winding dilakukan dengan memutar cetakan bersamaan
9 dari 19 dengan menarik serat fiber yang sudah dibasahi dengan resin membentuk pola tertentu. Jenis serat yang digunakan pada proses ini adalah jenis continuos roving. Gambar 7. Proses filament winding 3.3 Pultrusion Pultusion merupakan teknik pembuatan komposit secara kontinu yang penting saat ini karena memberikan biaya yang paling efektif untuk pembuatan komposit berbentuk profil. Teknik ini selain dapat digunakan untuk pembuatan komposit dengan serat sintetis seperti serat gelas dan karbon, dapat juga digunakan dengan menggunakan serat alam. Keuntungan utama dari proses ini adalah tingginya nilai stiffness dari produk yang dihasilkan karena memiliki kandungan serat yang lebih tinggi di dalam komposit yaitu dapat lebih dari 70%. Gambar 8. Proses pultrusion 4 PENGUJIAN KOMPOSIT POLIMER Pengujian terhadap komposit polimer perlu dilakukan untuk mengetahui kualitas dari produk yang dibuat. Beberapa jenis pengujian terhadap komposit polimer adalah :
10 dari 19 4.1 Sifat Mekanik 4.1.1 Tensile dan Flexural Strength Kekuatan tensile dan flexural dari suatu produk komposit ditentukan oleh jenis matriks dan serat serta jumlah dan orientasi serat yang digunakan. Selain itu, kualitas ikatan pada interface antara matriks dengan serat juga turut mempengaruhi kualitas dari suatu produk komposit. 4.1.2 Shear Strength Ketahanan shear dapat digambarkan sebagai bagian dari suatu bidang (in-plane), melintang terhadap bidang atau diantara setiap laminasi. Karakteristik kekuatan shear dari produk komposit tergantung pada metode uji yang digunakan. Kekuatan shear pada bidang (in-plane) dipengaruhi oleh orientasi dan susunan laminasi. Sedangkan pada posisi melintang terhadap bidang, kekuatan shear sangat dipengaruhi oleh jenis dan jumlah serat. Kekuatan shear antar laminasi dipengaruhi oleh matriks dan kekuatan interface matriks dengan serat. 4.2 Physical Properties 4.2.1 Fiber Volume Fraction Fiber volume fraction (Vf) adalah perbandingan antara serat dengan matriks yang digunakan pada pembuatan komposit. Namun ada juga yang menggunakan fiber weight fraction (Wf) dengan syarat densitas serat dan matriks telah diketahui. Fiber volume fraction merupakan parameter yang penting dan digunakan untuk merancang produk komposit. Hal ini disebabkan karena dalam merancang suatu komposit biasanya dicari komposisi jumlah serat yang optimal yang memberikan kekuatan dan kekakuan sesuai dengan yang dipersyaratkan. 4.2.2 Density Densitas suatu komposit dapat dihitung dengan menggunakan Rules of Mixtures. Umumnya densitas laminasi FRP berkisar antara 1360 – 2002 kg/m3 . 4.3 Metode Pengujian Komposit Polimer Berikut ini merupakan beberapa metode pengujian untuk komposit polimer. Jenis Pengujian Metode Jenis Pengujian Metode Mechanical Properties Fire Bearing Load ASTM D1602 Surface Burning Characteristics ASTM E84 Compressive Strength and Modulus ASTM D695 ASTM D162 ASTM D6641 Oxygen Index ASTM D2863 ASTM D3410 NBS Smoke Test ASTM E662 ASTM C365 Multi-Story Building Test NFPA 285
11 dari 19 Jenis Pengujian Metode Jenis Pengujian Metode ISO 844 Room Corner Test NFPA 286 Tensile Strength ASTM D638 Ignitability by Radiant Panel NFPA 268 ASTM D3039 Potential Heat of Building Materials NFPA 259 ASTM D5083 Cone Calorimeter ASTM E1354 ASTM C297 DIN 53455 Surface Testing Tensile Modulus ASTM D638 Gravelometer SAE J-400 ASTM D3039 Gardner Gloss Meter Gardner ASTM C297 Stain Resistance ANSI Z124 DIN 53457 Barcol Hardness ASTM D2583 % Elongation ASTM D638 ASTM D3039 Physical Properties ISO 1922 Specific Gravity ASTM D792 Flexural Strength and Modulus ASTM D790 Water Absorption ASTM D570 ASTM D6272 Glass Transition ASTM D7028 Flexural Strength and Stiffness ASTM C393 Coefficient Thermal Expansion ASTM E289 ASTM D7249 Heat Distortion ASTM D648 ASTM D7250 Punch Shear Test ASTM D732 Material Properties In-plane Shear Strength and Modulus ASTM D3518 Brookfield Viscosity ASTM D2196 ASTM D3846 Ignition Loss of Cured Reinforced Resins ASTM D2584 ASTM D3914 Gel Time ASTM D2471 ASTM D5379 Glass Fiber Strands ASTM D578 ASTM D4255 ASTM D7078 ASTM C273 ASTM C393 ISO 1922 Lap Shear Strength ASTM D3164 Short Beam Strength ASTM D2344 Izod Impact ASTM D256 Charpy Impact ASTM D256 Bearing Strength ASTM D953 ASTM D5961 5 KONDISI PASAR KOMPOSIT POLIMER Komposit polimer merupakan salah satu jenis material cukup pesat pertumbuhannya saat ini. Berdasarkan jenis produknya, material komposit dapat digunakan untuk aplikasi produk- produk transportasi, aerospace & defense, electrical, energy angin, konstruksi & infrastruktur, pipa & tanki, serta kelautan/maritime. Pasar komposit diproyeksikan meningkat dari USD 72,58 milyar pada tahun 2016 menjadi USD 115,43 milyar pada tahun 2022. Pertumbuhan pasar komposit ini dapat disebabkan meningkatnya penggunaan komposit pada aplikasi aerospace & defence dan transportasi sesuai dengan tingginya rasio kekuatan terhadap berat dan peningkatan ketahanan panas
12 dari 19 yang ditawarkan oleh material ini. Selain itu, material ini juga ringan sehingga dapat meningkatkan efisiensi bahan bakar pada kendaraan serta memberikan stabilitas struktur yang baik. Pasar komposit dapat dibagi berdasarkan jenis serat, jenis resin, proses manufaktur, aplikasi, dan lokasinya. Berdasarkan aplikasinya, pasar komposit dapat dikelompokkan pada aerospace dan pertahanan, transportasi, energy angin, konstruksi dan infrastruktur, pipa dan tanki, maritime, elektrik dan elektronik, dan yang lainnya. Sifat-sifat yang ditawarkan oleh komposit ini seperti peningkatan stabilitas bentuk, kekuatan, tahan kerusakan, dan longitudinal stiffness yang tinggi sesuai dengan penggunaannya untuk aplikasi-aplikasi dengan performa yang tinggi. Pada proses manufaktur komposit, proses lay-up merupakan proses yang paling banyak digunakan pada tahun 2016 baik secara nilai maupun volumenya. Pertumbuhan segmen pasar ini dapat disebabkan karena proses lay-up memiliki biaya yang murah dimana penggunaan terbesarnya adalah untuk aplikasi energy angin dan maritime. Berdasarkan jenis seratnya, komposit dengan serat kaca diproyeksikan akan memimpin pasar komposit baik secara nilai dan volumenya karena komposit serat kaca ini murah dan dapat diproduksi dalam skala besar. Sedangkan berdasarkan jenis resinnya, komposit dari polimer thermoset mengambil pangsa pasar terbesar pada pasar komposit pada tahun 2016. Sifat komposit thermoset yang tidak mengembang pada kondisi lingkungan panas dan lembab menyebabkan komposit ini sesuai untuk digunakan pada aplikasi di lingkungan yang panas dan korosif. Kawasan Asia Pasifik merupakan pasar terbesar komposit baik nilai maupun volumenya. Pertumbuhan pasar di kawasan ini disebabkan karena meninkatnya konsumsi komposit pada beberapa aplikasi penggunaan seperti konstruksi dan infrastruktur serta otomotif. Industry konstruksi di China dan Jepang merupakan motor penggerak tumbuhnya pasar komposit di kawasan ini. Tumbuhnya pasar komposit di China salah satunya disebabkan oleh meningkatnya investasi dari negara-negara Eropa dan berdirinya industry serat karbon. 5.1 Glass Fiber Composites Permintaan akan komposit serat kaca mengalami peningkatan dari 8,8 milyar pound pada tahun 2011 menjadi 10,1 milyar pound pada tahun 2016. Peningkatan ini merupakan informasi yang cukup menggembirakan bagi keberlangsungan industry komposit secara global. Bila dilihat secara lebih mendetil lagi maka industri transportasi, aerospace dan konstruksi merupakan industry terbanyak yang menggunakan material komposit dibandingkan industry lainnya, hal ini baik untuk pasar Amerika maupun Eropa.
13 dari 19 Gambar 9. Kebutuhan dan kapasitas komposit serat kaca Gambar 10. Perkiraan pertumbuhan pasar komposit di Amerika Serikat Gamber 11. Produksi GRP di Eropa berdasarkan jenis industrinya pada tahun 2017
14 dari 19 Proses manufaktur komposit polimer sebagian besar menggunakan teknik sheet molding composites (SMC) dan bulk molding composites (BMC) yaitu sebanyak 280 kilo ton dan diikuti dengan teknik open mould sebesar 238 kilo ton. Tabel 1. Produksi GRP di Eropa berdasarkan proses produksinya 5.2 Carbon Fiber Composites Pertumbuhan permintaan komposit serat karbon mengalami peningkatan setiap tahunnya dan diprediksikan akan mencapai 117 ribu ton pada tahun 2022. Hal ini disebabkan oleh semakin meningkatnya kebutuhan akan material yang kuat dan ringan untuk aplikasi transportasi dan konstruksi. Gambar 12. Pertumbuhan permintaan komposit serat karbon
15 dari 19 Pasar terbesar komposit serat karbon saat ini masih di kawasan Amerika Utara yaitu sebesar 38% dan diikuti berturut-turut oleh Eropa dan Asia Pasifik.masing-masing sebesar 34% dan 24%. Berdirinya industry serat karbon di China serta banyaknya investasi yang dilakukan oleh perusahaan-perusahaan Eropa di China tentu akan meningkatkan jumlah dan nilai perdagangan komposit serat karbon di kawasan Asia Pasifik. Selain itu, cukup banyaknya proyek-proyek infrastruktur yang dilakukan oleh negara-negara di kawasan Asia akan meningkatkan kebutuhan akan material komposit di masa depan. Gambar 13. Jumlah turnover komposit karbon global tahun 2017 Gambar 14. Nilai turnover komposit karbon global tahun 2017
16 dari 19 5.3 Natural Fiber Composites Walaupun penggunaannya belum sebanyak serat sintetis, pertumbuhan komposit serat alam mengalami peningkatan dari tahun ke tahun. Hal ini sesuai dengan tren global saat ini dimana isu lingkungan masih menjadi isu sentral. Beberapa jenis serat alam yang digunakan untuk komposit adalah kayu, jute, abaca, dan kenaf dimana serat kayu merupakan jenis yang paling banyak digunakan yaitu sekitar 38%. Amerika Utara dan China merupakan produsen utama komposit serat alam dunia saat ini. Untuk kawasan Asia Tenggara, komposit serat alam juga mengalami pertumbuhan walaupun tidak cukup signifikan. Gambar 15. Produksi komposit serat kayu Aplikasi dari komposit serat alam juga cukup beragam, meliputi decking, furniture, interior, dan lain sebagainya. Komposit serat alam pada penggunaannya terlihat lebih mengedepankan aspek estetika seperti tekstur dan warna daripada kekuatan mekaniknya bila dibandingkan dengan komposit serat sintetik.
17 dari 19 Gambar 16. Aplikasi komposit serat kayu di Eropa Industri otomotif juga turut menggunakan komposit serat alam sebagai bagian dari komponen pada produknya. Komponen otomotif yang menggunakan serat alam umumnya merupakan komponen interior seperti dashboard. Jenis serat alam yang paling banyak digunakan adalah serat kayu, dan diikuti oleh serat kapas/katun. Hal ini tentu saja merupakan hal yang cukup menggembirakan karena Indonesia sebagai negara tropis memiliki sumber daya alam serat kayu yang cukup melimpah. Gambar 17. Jenis serat alam yang digunakan untuk komposit pada industry otomotif
18 dari 19 6 PERMASALAHAN DAN TANTANGAN Material komposit sebagian besar digunakan untuk aplikasi transportasi dan konstruksi. Oleh karena itu, masalah berat dan kekuatan menjadi perhatian yang utama dalam mendisain suatu produk. Penurunan biaya merupakan alasan utama digunakannya material ini. Sebagai salah satu jenis material yang masih berkembang, banyak penelitian yang dilakukan untuk mengembangkan material ini. Pengembangan tersebut meliputi pengembangan material (matriks dan serat/penguat), komposisi, maupun proses pembuatannya. Selain itu, topic penelitian lainnya yang dilakukan di bidang material komposit adalah mencari data properties material ini pada kondisi-kondisi tertentu baik yang bersifat short-term maupun long-term serta mengembangkan metode analisisnya baik berupa metode destruktif maupun non-destruktif. Semakin banyaknya penggunaan material komposit pada sektor-sektor yang beresiko tinggi seperti pada industry migas dan industry transportasi (laut dan udara) menuntut perawatan dan inspeksi secara rutin untuk mencegah kecelakaan atau kerugian yang lebih besar. Saat ini, kegiatan perawatan maupun inspeksi terhadap produk komposit masih banyak dilakukan oleh industry luar negeri. Hal ini disebabkan karena masih belum banyak industry dalam negeri yang mengkhususkan lini usahanya di bidang perawatan dan inspeksi terutama di bidang komposit. Selain itu, isu lingkungan juga masih menjadi perhatian utama sehingga pengembangan material komposit dengan menggunakan serat alam cukup banyak dilakukan. Sebagai negara tropis, Indonesia memiliki sumber daya serat alam yang cukup melimpah seperti serat kayu, bamboo, dan lainnya. Hal ini tentu saja merupakan factor positif untuk pengembangan komposit serat alam di Indonesia. Pengembangan material komposit dengan serat alam saat ini telah dilakukan oleh lembaga litbang maupun universitas di Indonesia, namun penelitian tersebut masih belum cukup banyak yang berhasil dikomersialisasikan. Untuk itu, selain melakukan pengembangan material komposit, perlu juga dikembangkan indsutri-industri pengguna material tersebut seperti industry transportasi, konstruksi dan infrastruktur, serta industry hilir lainnya sehingga hasil pengembangan lembaga litbang dan universitas dapat lebih cepat terkomersialisasi. Isu lingkungan lainnya adalah masalah daur ulang material komposit. Saat ini, daur ulang produk komposit relative masih belum banyak dilakukan. Umumnya produk komposit yang rusak akan diperbaiki atau diganti dengan produk yang baru, sedangkan untuk produk yang tidak terpakai akan dibakar. Hal ini tentu menjadi tantangan tersendiri untuk mencari teknik untuk dapat mendaur ulang produk komposit agar dapat dimanfaatkan kembali.
19 dari 19 7 REFERENSI ï‚· http://compositesmanufacturingmagazine.com/2016/01/state-of-the-composites- industry-lucintel-2016/ ï‚· http://aeroengineering.co.id/2017/09/material-fiberglass-serat-kaca/ ï‚· Guidelines and Recommended Practices for Fiber-Reinforced-Polymer (FRP) Architectural Products. American Composites Manufacturers Association. 2016 ï‚· A.M. Fairuz, S.M. Sapuan, E.S. Zainudin and C.N.A. Jaafar. Polymer Composite Manufacturing Using A Pultrusion Process: A Review. American Journal of Applied Sciences 11 (10): 1798-1810, 2014 ï‚· Carbon Composites. Composites Market Report 2017: Market developments, trends, outlook and challenges. Federation of Reinforced Plastics. 2017 ï‚· https://www.marketsandmarkets.com/Market-Reports/composite-market- 200051282.html ï‚· Composites Manufacturing. Edisi January/February 2017. www.compositesmanufacturingmagazine.com

More Related Content

Polimer Komposit

  • 1. KOMPOSIT POLIMER TINJAUAN UMUM, KONDISI PASAR DAN TANTANGANNYA BALAI TEKNOLOGI POLIMER BADAN PENGKAJIAN DAN PENERAPAN TEKNOLOGI 2018
  • 2. 2 dari 19 DAFTAR ISI DAFTAR ISI.......................................................................................................................... 2 1 PENDAHULUAN............................................................................................................ 3 2 KOMPONEN KOMPOSIT POLIMER ............................................................................. 3 2.1 Matriks.................................................................................................................... 3 2.1.1 Termoset ......................................................................................................... 4 2.1.2 Termoplastik .................................................................................................... 4 2.2 Penguat (reinforcement) ......................................................................................... 4 2.2.1 Glass Fiber ...................................................................................................... 4 2.2.2 Aramid ............................................................................................................. 5 2.2.3 Serat Karbon.................................................................................................... 6 2.2.4 Natural Fiber.................................................................................................... 7 3 PEMROSESAN KOMPOSIT POLIMER ......................................................................... 7 3.1 Lay-up..................................................................................................................... 7 3.2 Filament Winding .................................................................................................... 8 3.3 Pultrusion................................................................................................................ 9 4 PENGUJIAN KOMPOSIT POLIMER.............................................................................. 9 4.1 Sifat Mekanik ........................................................................................................ 10 4.1.1 Tensile dan Flexural Strength ........................................................................ 10 4.1.2 Shear Strength............................................................................................... 10 4.2 Physical Properties ............................................................................................... 10 4.2.1 Fiber Volume Fraction.................................................................................... 10 4.2.2 Density........................................................................................................... 10 4.3 Metode Pengujian Komposit Polimer .................................................................... 10 5 KONDISI PASAR KOMPOSIT POLIMER..................................................................... 11 5.1 Glass Fiber Composites........................................................................................ 12 5.2 Carbon Fiber Composites ..................................................................................... 14 5.3 Natural Fiber Composites ..................................................................................... 16 6 PERMASALAHAN DAN TANTANGAN ........................................................................ 18 7 REFERENSI ................................................................................................................ 19
  • 3. 3 dari 19 Komposit Polimer Tinjauan Umum, Kondisi Pasar dan Tantangannya 1 PENDAHULUAN Material komposit merupakan material yang terdiri dari dua komponen, yaitu penguat (reinforcement) serta pengikat (matrix). Material penguat secara umum terdiri dari serat-serat dengan diameter yang sangat kecil dan panjang yang mana memiliki kekuatan yang sangat kuat bahkan melebihi baja. Namun, perbandingan panjangnya terhadap diameter membuatnya tidak mampu menahan beban tekan (analogi dengan tali atau lidi), oleh karena itu diperlukan pengikat untuk menahan beban tekan serta menyatukan kekuatan fiber-fiber tersebut (analogi dengan lidi yang ditarik secara tunggal akan mudah patah dibandingkan lidi yang ditarik saat mengumpul). Matriks yang digunakan adalah material polimer dimana dapat berupa polimer thermoset atau termoplastik. Saat ini, komposit polimer telah cukup banyak digunakan seperti pada transportasi, konstruksi, dan peralatan olah raga. Selain itu, pada industri otomotif, dirgantara ataupun perkapalan, material komposit disukai karena relatif lebih ringan dan kuat dibandingkan material baja, selain itu material komposit juga lebih tahan karat. Begitu pula untuk industri- industri menengah ke bawah, penggunaan material komposit juga banyak diminati karena kemudahaan fabrikasinya dan biaya fabrikasi yang relatif rendah (untuk komposit fiberglass) dibandingkan bahan plastik. 2 KOMPONEN KOMPOSIT POLIMER 2.1 Matriks Komponen kedua adalah pengikat atau reinforcement. Wujud fisik dari pengikat ini adalah berupa resin, yaitu cairan bahan kimia kental yang jika dicampur katalisator (pemercepat reaksi kimia) dapat mengeras menyerupai bahan plastik yang keras tapi rapuh. Fungsi dari pengikat ini adalah menyatukan fiber-fiber yang masih dalam bentuk jahitan atau bulu yang bersifat fleksibel seperti kain menjadi kaku. Kekuatan dan keuletan bahan komposit fiber diperoleh dari serat yang teganganya disalurkan oleh pengikat (resin). Resin yang umum digunakan di lapangan adalah resin polyester dan resin epoxy. Secara umum, polimer ada 2 jenis yaitu termoset dan termoplastik. Setiap jenis polimer ini dapat digunakan sebagai matriks.
  • 4. 4 dari 19 2.1.1 Termoset Polimer termoset yang banyak digunakan pada pembuatan material komposit adalah epoxy dan unsaturated polyester. Secara umum, resin polyester lebih ekonomis, lebih mudah pengerjaanya (cepat kering dan lebih kental) dan lebih kaku dari resin epoxy. Sedangkan resin epoxy relatif lebih mahal namun lebi kuat dan ulet, serta proses pengeringanya membutuhkan waktu hingga 24 jam sehingga prosesnya memungkinkan dilakukan dengan cetakan vacuum atau oven. 2.1.2 Termoplastik Penelitian mengenai polimer termoplastik yang digunakan pada pembuatan material komposit sangat banyak. Beberapa contoh polimer termoplastik yang digunakan adalah polypropylene, polyethylene dan polyamide (nilon). Tujuan pembuatan komposit dari material termoplastik adalah untuk memperbaiki properties dari polimer aslinya seperti meningkatkan kekuatan mekanik, mengurangi shrinkage (penyusutan), serta meningkatkan konduktifitasnya. 2.2 Penguat (reinforcement) Pada system komposit, penguat berfungsi untuk meningkatkan kekuatan dari komposit. Umumnya penguat yang digunakan adalah material yang memiliki kekuatan mekanik lebih tinggi daripada matriks. Bentuk dari penguat tersebut dapat berupa spheres, plates, maupun rods atau serat dimana hal ini akan menentukan aspek rasio dari penguat tersebut. 2.2.1 Glass Fiber Serat kaca merupakan salah satu jenis serat yang paling banyak digunakan di industry. Terdapat beberapa jenis serat kaca yaitu E-glass, S-glass Berdasarkan susunan seratnya maka serat kaca dapat dikelompokkan menjadi woven, chopped strand mat, chopped strand, dan continuous roving. Woven Roving Chopped Strand Mat
  • 5. 5 dari 19 Chopped Strand Continuous Roving Gambar 1. Serat kaca 2.2.2 Aramid Kevlar sebenarnya adalah nama dagang dari bahan aramid, atau merek terkenal lainya Nomex dan Technora yang dikembangkan oleh DuPont pada tahun 1965. Bahan ini sering diaplikasikan pada roda sepeda, perahu balap hingga yang cukup terkenal digunakan sebagai rompi anti peluru karena kemampuanya menahan benturan yang tinggi. Bahan ini memiliki kekuatan lima kali lebih kuat dari pada baja dengan berat yang sama. Meskipun kekuatan tariknya sangat tinggi, kevlar memiliki kekuatan tekan yang lemah. Kevlar akan hancur menjadi potongan-potongan kecil yang dikenal sebagai fibril ketika patah. Karakteristik unik inilah yang mengakibatkan kevlar memiliki kemampuan menyerap energi yang besar saat gagal atau patah, sehingga tidak jarang digunakan pada aplikasi penahan beban kejut atau benturan. Pada aplikasi militer, kevlar sering kali digunakan untuk helm, pelindung wajah serta rompi anti peluru serta pelindung kendaraan perang agar tidak dapat ditembus oleh peluru. Selain militer, bahan ini juga sering digunakan pada dunia olah raga sebagai pelindung tubuh hingga tangki bahan bakar mobil balap serta kayak berukuran kecil.
  • 6. 6 dari 19 Gambar 2. Aramid Material ini tidak jarang juga dikombinasikan dengan material lain seperti karbon fiber untuk mendapatkan kombinasi sifat yang menguntungkan. Kekakuan dan kekuatan yang tinggi dari karbon fiber serta kemampuan menahan benturan yang baik dari kevlar. Gambar 3. Kombinasi aramid dan carbon fiber 2.2.3 Serat Karbon Serat karbon memiliki beberapa keunggulan dibandingkan serat gelas seperti lebih ringan dan lebih kaku. Namun material ini masih relative mahal sehingga penggunaanya terbatas pada komponen-komponen tertentu seperti komponen pesawat, mobil sport, sepeda balap, raket, komponen drone dan lain-lain. Salah satu kelemahan material ini adalah kekakuan serat karbon yang menyebabkan material ini mudah patah bila terkena beban kejut seperti hantaman ombak. Hal inilah salah satu alasan mengapa serat karbon jarang digunakan pada kapal selain aspek harganya yang cukup mahal.
  • 7. 7 dari 19 Gambar 4. Serat karbon 2.2.4 Natural Fiber Salah satu jenis penguat yang cukup diminati saat ini adalah serat alam. Hal ini sejalan dengan tren perkembangan saat ini yaitu teknologi hijau. Penelitian mengenai penggunaan serat alam untuk penguat pada komposit polimer telah cukup banyak dilakukan. Serat alam yang digunakan dapat berasal dari serat kayu, jute, rami, dan lain-lain. 3 PEMROSESAN KOMPOSIT POLIMER Teknologi pemrosesan komposit polimer cukup banyak. Hal ini disesuaikan dengan jenis produk yang akan dihasilkan serta jenis atau tipe serat yang digunakan. 3.1 Lay-up Berdasarkan proses pembuatannya maka proses lay-up dapat dibagi menjadi 2 jenis yaitu proses hand lay-up dan spray lay-up. Hand Lay-up merupakan proses fabrikasi yang paling sederhana dan paling banyak digunakan untuk kalangan industri menengah kebawah. Proses ini dilakukan dengan cara meratakan fiberglass dengan jenis woven roving atau choped strand mat yang dibasahi dengan resin cair ke dalam cetakan secara manual menggunakan tangan.
  • 8. 8 dari 19 Gambar 5. Proses hand lay-up Proses fabrikasi yang banyak dipakai di industri kapal dan perahu adalah spray up. Resin dan fiberglass dalam bentuk chopped strand dicampur dan disemprotkan ke cetakan kemudian diratakan dengan tangan yang pada umumnya menggunakan alat bantu berupa roller. Sebelum menjadi choped strand, fiberglass sebelumnya berbentuk continuos roving yang dipotong oleh alat sprayer. Proses ini dapat dilakukan untuk bentuk-bentuk yang kompleks dengan banyak lengkungan, yang sulit dilakukan pada proses hand lay-up biasa karena fiberglass jenis woven roving dan choped strand mat memiliki keterbatasan untuk cetakan dengan kurva-kurva yang kompleks. Gambar 6. Proses spray lay-up 3.2 Filament Winding Proses ini biasa dilakukan untuk membuat produk-produk berbentuk silinder dangan arah serat tertentu. Proses filament winding dilakukan dengan memutar cetakan bersamaan
  • 9. 9 dari 19 dengan menarik serat fiber yang sudah dibasahi dengan resin membentuk pola tertentu. Jenis serat yang digunakan pada proses ini adalah jenis continuos roving. Gambar 7. Proses filament winding 3.3 Pultrusion Pultusion merupakan teknik pembuatan komposit secara kontinu yang penting saat ini karena memberikan biaya yang paling efektif untuk pembuatan komposit berbentuk profil. Teknik ini selain dapat digunakan untuk pembuatan komposit dengan serat sintetis seperti serat gelas dan karbon, dapat juga digunakan dengan menggunakan serat alam. Keuntungan utama dari proses ini adalah tingginya nilai stiffness dari produk yang dihasilkan karena memiliki kandungan serat yang lebih tinggi di dalam komposit yaitu dapat lebih dari 70%. Gambar 8. Proses pultrusion 4 PENGUJIAN KOMPOSIT POLIMER Pengujian terhadap komposit polimer perlu dilakukan untuk mengetahui kualitas dari produk yang dibuat. Beberapa jenis pengujian terhadap komposit polimer adalah :
  • 10. 10 dari 19 4.1 Sifat Mekanik 4.1.1 Tensile dan Flexural Strength Kekuatan tensile dan flexural dari suatu produk komposit ditentukan oleh jenis matriks dan serat serta jumlah dan orientasi serat yang digunakan. Selain itu, kualitas ikatan pada interface antara matriks dengan serat juga turut mempengaruhi kualitas dari suatu produk komposit. 4.1.2 Shear Strength Ketahanan shear dapat digambarkan sebagai bagian dari suatu bidang (in-plane), melintang terhadap bidang atau diantara setiap laminasi. Karakteristik kekuatan shear dari produk komposit tergantung pada metode uji yang digunakan. Kekuatan shear pada bidang (in-plane) dipengaruhi oleh orientasi dan susunan laminasi. Sedangkan pada posisi melintang terhadap bidang, kekuatan shear sangat dipengaruhi oleh jenis dan jumlah serat. Kekuatan shear antar laminasi dipengaruhi oleh matriks dan kekuatan interface matriks dengan serat. 4.2 Physical Properties 4.2.1 Fiber Volume Fraction Fiber volume fraction (Vf) adalah perbandingan antara serat dengan matriks yang digunakan pada pembuatan komposit. Namun ada juga yang menggunakan fiber weight fraction (Wf) dengan syarat densitas serat dan matriks telah diketahui. Fiber volume fraction merupakan parameter yang penting dan digunakan untuk merancang produk komposit. Hal ini disebabkan karena dalam merancang suatu komposit biasanya dicari komposisi jumlah serat yang optimal yang memberikan kekuatan dan kekakuan sesuai dengan yang dipersyaratkan. 4.2.2 Density Densitas suatu komposit dapat dihitung dengan menggunakan Rules of Mixtures. Umumnya densitas laminasi FRP berkisar antara 1360 – 2002 kg/m3 . 4.3 Metode Pengujian Komposit Polimer Berikut ini merupakan beberapa metode pengujian untuk komposit polimer. Jenis Pengujian Metode Jenis Pengujian Metode Mechanical Properties Fire Bearing Load ASTM D1602 Surface Burning Characteristics ASTM E84 Compressive Strength and Modulus ASTM D695 ASTM D162 ASTM D6641 Oxygen Index ASTM D2863 ASTM D3410 NBS Smoke Test ASTM E662 ASTM C365 Multi-Story Building Test NFPA 285
  • 11. 11 dari 19 Jenis Pengujian Metode Jenis Pengujian Metode ISO 844 Room Corner Test NFPA 286 Tensile Strength ASTM D638 Ignitability by Radiant Panel NFPA 268 ASTM D3039 Potential Heat of Building Materials NFPA 259 ASTM D5083 Cone Calorimeter ASTM E1354 ASTM C297 DIN 53455 Surface Testing Tensile Modulus ASTM D638 Gravelometer SAE J-400 ASTM D3039 Gardner Gloss Meter Gardner ASTM C297 Stain Resistance ANSI Z124 DIN 53457 Barcol Hardness ASTM D2583 % Elongation ASTM D638 ASTM D3039 Physical Properties ISO 1922 Specific Gravity ASTM D792 Flexural Strength and Modulus ASTM D790 Water Absorption ASTM D570 ASTM D6272 Glass Transition ASTM D7028 Flexural Strength and Stiffness ASTM C393 Coefficient Thermal Expansion ASTM E289 ASTM D7249 Heat Distortion ASTM D648 ASTM D7250 Punch Shear Test ASTM D732 Material Properties In-plane Shear Strength and Modulus ASTM D3518 Brookfield Viscosity ASTM D2196 ASTM D3846 Ignition Loss of Cured Reinforced Resins ASTM D2584 ASTM D3914 Gel Time ASTM D2471 ASTM D5379 Glass Fiber Strands ASTM D578 ASTM D4255 ASTM D7078 ASTM C273 ASTM C393 ISO 1922 Lap Shear Strength ASTM D3164 Short Beam Strength ASTM D2344 Izod Impact ASTM D256 Charpy Impact ASTM D256 Bearing Strength ASTM D953 ASTM D5961 5 KONDISI PASAR KOMPOSIT POLIMER Komposit polimer merupakan salah satu jenis material cukup pesat pertumbuhannya saat ini. Berdasarkan jenis produknya, material komposit dapat digunakan untuk aplikasi produk- produk transportasi, aerospace & defense, electrical, energy angin, konstruksi & infrastruktur, pipa & tanki, serta kelautan/maritime. Pasar komposit diproyeksikan meningkat dari USD 72,58 milyar pada tahun 2016 menjadi USD 115,43 milyar pada tahun 2022. Pertumbuhan pasar komposit ini dapat disebabkan meningkatnya penggunaan komposit pada aplikasi aerospace & defence dan transportasi sesuai dengan tingginya rasio kekuatan terhadap berat dan peningkatan ketahanan panas
  • 12. 12 dari 19 yang ditawarkan oleh material ini. Selain itu, material ini juga ringan sehingga dapat meningkatkan efisiensi bahan bakar pada kendaraan serta memberikan stabilitas struktur yang baik. Pasar komposit dapat dibagi berdasarkan jenis serat, jenis resin, proses manufaktur, aplikasi, dan lokasinya. Berdasarkan aplikasinya, pasar komposit dapat dikelompokkan pada aerospace dan pertahanan, transportasi, energy angin, konstruksi dan infrastruktur, pipa dan tanki, maritime, elektrik dan elektronik, dan yang lainnya. Sifat-sifat yang ditawarkan oleh komposit ini seperti peningkatan stabilitas bentuk, kekuatan, tahan kerusakan, dan longitudinal stiffness yang tinggi sesuai dengan penggunaannya untuk aplikasi-aplikasi dengan performa yang tinggi. Pada proses manufaktur komposit, proses lay-up merupakan proses yang paling banyak digunakan pada tahun 2016 baik secara nilai maupun volumenya. Pertumbuhan segmen pasar ini dapat disebabkan karena proses lay-up memiliki biaya yang murah dimana penggunaan terbesarnya adalah untuk aplikasi energy angin dan maritime. Berdasarkan jenis seratnya, komposit dengan serat kaca diproyeksikan akan memimpin pasar komposit baik secara nilai dan volumenya karena komposit serat kaca ini murah dan dapat diproduksi dalam skala besar. Sedangkan berdasarkan jenis resinnya, komposit dari polimer thermoset mengambil pangsa pasar terbesar pada pasar komposit pada tahun 2016. Sifat komposit thermoset yang tidak mengembang pada kondisi lingkungan panas dan lembab menyebabkan komposit ini sesuai untuk digunakan pada aplikasi di lingkungan yang panas dan korosif. Kawasan Asia Pasifik merupakan pasar terbesar komposit baik nilai maupun volumenya. Pertumbuhan pasar di kawasan ini disebabkan karena meninkatnya konsumsi komposit pada beberapa aplikasi penggunaan seperti konstruksi dan infrastruktur serta otomotif. Industry konstruksi di China dan Jepang merupakan motor penggerak tumbuhnya pasar komposit di kawasan ini. Tumbuhnya pasar komposit di China salah satunya disebabkan oleh meningkatnya investasi dari negara-negara Eropa dan berdirinya industry serat karbon. 5.1 Glass Fiber Composites Permintaan akan komposit serat kaca mengalami peningkatan dari 8,8 milyar pound pada tahun 2011 menjadi 10,1 milyar pound pada tahun 2016. Peningkatan ini merupakan informasi yang cukup menggembirakan bagi keberlangsungan industry komposit secara global. Bila dilihat secara lebih mendetil lagi maka industri transportasi, aerospace dan konstruksi merupakan industry terbanyak yang menggunakan material komposit dibandingkan industry lainnya, hal ini baik untuk pasar Amerika maupun Eropa.
  • 13. 13 dari 19 Gambar 9. Kebutuhan dan kapasitas komposit serat kaca Gambar 10. Perkiraan pertumbuhan pasar komposit di Amerika Serikat Gamber 11. Produksi GRP di Eropa berdasarkan jenis industrinya pada tahun 2017
  • 14. 14 dari 19 Proses manufaktur komposit polimer sebagian besar menggunakan teknik sheet molding composites (SMC) dan bulk molding composites (BMC) yaitu sebanyak 280 kilo ton dan diikuti dengan teknik open mould sebesar 238 kilo ton. Tabel 1. Produksi GRP di Eropa berdasarkan proses produksinya 5.2 Carbon Fiber Composites Pertumbuhan permintaan komposit serat karbon mengalami peningkatan setiap tahunnya dan diprediksikan akan mencapai 117 ribu ton pada tahun 2022. Hal ini disebabkan oleh semakin meningkatnya kebutuhan akan material yang kuat dan ringan untuk aplikasi transportasi dan konstruksi. Gambar 12. Pertumbuhan permintaan komposit serat karbon
  • 15. 15 dari 19 Pasar terbesar komposit serat karbon saat ini masih di kawasan Amerika Utara yaitu sebesar 38% dan diikuti berturut-turut oleh Eropa dan Asia Pasifik.masing-masing sebesar 34% dan 24%. Berdirinya industry serat karbon di China serta banyaknya investasi yang dilakukan oleh perusahaan-perusahaan Eropa di China tentu akan meningkatkan jumlah dan nilai perdagangan komposit serat karbon di kawasan Asia Pasifik. Selain itu, cukup banyaknya proyek-proyek infrastruktur yang dilakukan oleh negara-negara di kawasan Asia akan meningkatkan kebutuhan akan material komposit di masa depan. Gambar 13. Jumlah turnover komposit karbon global tahun 2017 Gambar 14. Nilai turnover komposit karbon global tahun 2017
  • 16. 16 dari 19 5.3 Natural Fiber Composites Walaupun penggunaannya belum sebanyak serat sintetis, pertumbuhan komposit serat alam mengalami peningkatan dari tahun ke tahun. Hal ini sesuai dengan tren global saat ini dimana isu lingkungan masih menjadi isu sentral. Beberapa jenis serat alam yang digunakan untuk komposit adalah kayu, jute, abaca, dan kenaf dimana serat kayu merupakan jenis yang paling banyak digunakan yaitu sekitar 38%. Amerika Utara dan China merupakan produsen utama komposit serat alam dunia saat ini. Untuk kawasan Asia Tenggara, komposit serat alam juga mengalami pertumbuhan walaupun tidak cukup signifikan. Gambar 15. Produksi komposit serat kayu Aplikasi dari komposit serat alam juga cukup beragam, meliputi decking, furniture, interior, dan lain sebagainya. Komposit serat alam pada penggunaannya terlihat lebih mengedepankan aspek estetika seperti tekstur dan warna daripada kekuatan mekaniknya bila dibandingkan dengan komposit serat sintetik.
  • 17. 17 dari 19 Gambar 16. Aplikasi komposit serat kayu di Eropa Industri otomotif juga turut menggunakan komposit serat alam sebagai bagian dari komponen pada produknya. Komponen otomotif yang menggunakan serat alam umumnya merupakan komponen interior seperti dashboard. Jenis serat alam yang paling banyak digunakan adalah serat kayu, dan diikuti oleh serat kapas/katun. Hal ini tentu saja merupakan hal yang cukup menggembirakan karena Indonesia sebagai negara tropis memiliki sumber daya alam serat kayu yang cukup melimpah. Gambar 17. Jenis serat alam yang digunakan untuk komposit pada industry otomotif
  • 18. 18 dari 19 6 PERMASALAHAN DAN TANTANGAN Material komposit sebagian besar digunakan untuk aplikasi transportasi dan konstruksi. Oleh karena itu, masalah berat dan kekuatan menjadi perhatian yang utama dalam mendisain suatu produk. Penurunan biaya merupakan alasan utama digunakannya material ini. Sebagai salah satu jenis material yang masih berkembang, banyak penelitian yang dilakukan untuk mengembangkan material ini. Pengembangan tersebut meliputi pengembangan material (matriks dan serat/penguat), komposisi, maupun proses pembuatannya. Selain itu, topic penelitian lainnya yang dilakukan di bidang material komposit adalah mencari data properties material ini pada kondisi-kondisi tertentu baik yang bersifat short-term maupun long-term serta mengembangkan metode analisisnya baik berupa metode destruktif maupun non-destruktif. Semakin banyaknya penggunaan material komposit pada sektor-sektor yang beresiko tinggi seperti pada industry migas dan industry transportasi (laut dan udara) menuntut perawatan dan inspeksi secara rutin untuk mencegah kecelakaan atau kerugian yang lebih besar. Saat ini, kegiatan perawatan maupun inspeksi terhadap produk komposit masih banyak dilakukan oleh industry luar negeri. Hal ini disebabkan karena masih belum banyak industry dalam negeri yang mengkhususkan lini usahanya di bidang perawatan dan inspeksi terutama di bidang komposit. Selain itu, isu lingkungan juga masih menjadi perhatian utama sehingga pengembangan material komposit dengan menggunakan serat alam cukup banyak dilakukan. Sebagai negara tropis, Indonesia memiliki sumber daya serat alam yang cukup melimpah seperti serat kayu, bamboo, dan lainnya. Hal ini tentu saja merupakan factor positif untuk pengembangan komposit serat alam di Indonesia. Pengembangan material komposit dengan serat alam saat ini telah dilakukan oleh lembaga litbang maupun universitas di Indonesia, namun penelitian tersebut masih belum cukup banyak yang berhasil dikomersialisasikan. Untuk itu, selain melakukan pengembangan material komposit, perlu juga dikembangkan indsutri-industri pengguna material tersebut seperti industry transportasi, konstruksi dan infrastruktur, serta industry hilir lainnya sehingga hasil pengembangan lembaga litbang dan universitas dapat lebih cepat terkomersialisasi. Isu lingkungan lainnya adalah masalah daur ulang material komposit. Saat ini, daur ulang produk komposit relative masih belum banyak dilakukan. Umumnya produk komposit yang rusak akan diperbaiki atau diganti dengan produk yang baru, sedangkan untuk produk yang tidak terpakai akan dibakar. Hal ini tentu menjadi tantangan tersendiri untuk mencari teknik untuk dapat mendaur ulang produk komposit agar dapat dimanfaatkan kembali.
  • 19. 19 dari 19 7 REFERENSI ï‚· http://compositesmanufacturingmagazine.com/2016/01/state-of-the-composites- industry-lucintel-2016/ ï‚· http://aeroengineering.co.id/2017/09/material-fiberglass-serat-kaca/ ï‚· Guidelines and Recommended Practices for Fiber-Reinforced-Polymer (FRP) Architectural Products. American Composites Manufacturers Association. 2016 ï‚· A.M. Fairuz, S.M. Sapuan, E.S. Zainudin and C.N.A. Jaafar. Polymer Composite Manufacturing Using A Pultrusion Process: A Review. American Journal of Applied Sciences 11 (10): 1798-1810, 2014 ï‚· Carbon Composites. Composites Market Report 2017: Market developments, trends, outlook and challenges. Federation of Reinforced Plastics. 2017 ï‚· https://www.marketsandmarkets.com/Market-Reports/composite-market- 200051282.html ï‚· Composites Manufacturing. Edisi January/February 2017. www.compositesmanufacturingmagazine.com