Klasifikasi Proses dan Material Komposit Polimer

Hasrin : Desain Dan Pabrikasi Helmet Industri Yang Ergonomik, 2008 USU Repository © 2008 Gambar 2.3 Standard antropometri kepala manusia

2.4. Klasifikasi Proses dan Material Komposit Polimer

2.4.1. Termoplastik polimer Pada umumnya termoplastik polimer terdiri dari jenis poliamid, polikarbonat, polietilenteraftalat sebagai matrik. Bahan polimer ini digunakan untuk berbagai keperluan seperti: peralatan rumah tangga, alat–alat kesehatan, kendaraan bermotor, dan lain sebagainya. Pada proses pembuatan atau pencetakan biasanya menggunakan serat sebagai penguat dan polimer sebagai matrik. Pada proses termoplastik polimer ini, jenis serat yang digunakan adalah: carbon, boron, kevlar 49, dan E-Glass yang berbentuk serbuk powder atau partikel. Pada proses pencetakannya menggunakan cetakan tertutup dengan sistem pemanasan, dan tekanan. Alat cetak yang digunakan adalah: injection molding, compression molding, bag molding, dan transfer molding. Sebelum dicetak, polimer dipanaskan dari bentuk solid ke cairan viscositas dan dicampur dengan serat penguat, selanjutnya diinjeksikan ke dalam cetakan dengan tekanan udara, sehingga Hasrin : Desain Dan Pabrikasi Helmet Industri Yang Ergonomik, 2008 USU Repository © 2008 menjadi sebuah bentuk produk yang diinginkan, kemudian didinginkan kembali kebentuk solid. Jenis termoplastik polimer ini dapat dilakukan proses daur ulang, pada siklus pemanasan dan pendinginannya dapat diaplikasikan diberbagai waktu tanpa adanya penurunan atau pengurangan polimer. Jadi proses termoplastik polimer adalah tergolong jenis Polymer Matric Composites PMCs yang menggunakan serat berbentuk serbuk powder, dan memiliki struktur material yang isotropic. 2.4.2. Termoset polimer Termoset polimer, dan elastomer berbeda dengan termoplastik polimer. Penggunaan termoplastik polimer lebih luas dari termoset polimer. Termoset polimer, jika dipanaskan akan terjadi perubahan secara kimia. Secara umum termoset polimer: lebih kaku, modulus elastisnya semakin meningkat, rapuh, sebenarnya tidak memiliki keuletan, kecil kemungkinan dapat larut pada bahan pelarut biasa, tahan terhadap temperatur tinggi, dan tidak dapat untuk dilebur atau dicairkan kembali, bahkan berkurang atau terbakar. Proses pembentukan atau pencetakan jenis termoset polimer ini pada umumnya menggunakan bentuk cetakan terbuka tanpa memerlukan proses pemanasan dan tekanan. Bahan polimer yang utama termoset adalah: phenolic, unsaturated polyester dan epoxies sebagai matrik yang mengeras pada suhu kamar, dan jenis serat yang digunakan sebagai penguat adalah : serat E-Glass jenis Chopped Strand Mat CSM, serat alam, dan sintetik sebagai penguat. Pada prinsipnya proses Hasrin : Desain Dan Pabrikasi Helmet Industri Yang Ergonomik, 2008 USU Repository © 2008 ini tergolong jenis plastik yang diperkuat serat Glass Fiber Reinforced Plastic GFRP. Keuntungan dari material GFRP adalah: memiliki keuletan dan kekuatan yang seimbang, memperbaiki ketangguhan, dan tahan terhadap beban impak. Jenis struktur material GFRP tergolong anisotropic dan signifikan dengan sifat-sifatnya. Klasifikasi proses produksi untuk jenis material PMCs dan GFRP secara skematis menurut Groover M.P., [7] dapat dilihat pada Gambar 2.4. 2.4.3. Material Komposit Polimer GFRP dan Sifat-Sifat Mekanik Jenis termoset polimer yang diperkuat serat ini sering digunakan oleh para peneliti sebagai bahan teknologi yang memiliki kekuatan yang dapat diandalkan untuk keperluan barang-barang industri. Material komposit dari jenis termoset polimer yang diperkuat serat gelas Fiber Reinforced Plastic ini digunakan untuk bahan teknologi, dan dibuat sesuai dengan keperluan yang diinginkan. Spesifikasi material komposit menurut Shinroku Saito., [16] dapat ditunjukkan seperti pada Tabel 2.3. Tabel 2.3 Spesifikasi Material Komposit Polimer dan Sifat-Sifat Mekanik Jenis Material Kekuatan Tarik Perpanjangan patah Masa Jenis Modulus Elastisitas GNm 2 gcm 3 G Nm 2 Serat glass 3,2 2,3 2,54 75 Tipe: E Resin Polyester 1,1 9,0 1,38 15 tak jenuh. Sumber: Groover M.P Sedangkan pada Gambar 2.4 adalah menunjukkan klasifikasi proses Polymer Matrix Composites PMCs yang menggunakan serat searah, serat tidak searah, dan Hasrin : Desain Dan Pabrikasi Helmet Industri Yang Ergonomik, 2008 USU Repository © 2008 serat pendek sebagai penguat, dengan berbagai metode pencetakan sesuai keperluan perencanaan. Gambar 2.4 Klasifikasi Proses Fiber Reinforced Plastics FRP dan Polymer Matrix Composite PMCs Processes for continuous discontinuous fiber PMCs Processes for short Fiber PMCs Open Mold Processes Closed Mold Processes Open Mold Processes Closed Mold Processes Hand Lay up Automated TapeLaying Compression Molding Resin Trasfer Molding Spray up Compression Molding Transfer Molding Injection Molding FRP Shaping Processes Filament Winding Pultrusion Processes Other Tube Rolling Other Centrifugal Casting Continuous Laminating Hasrin : Desain Dan Pabrikasi Helmet Industri Yang Ergonomik, 2008 USU Repository © 2008

2.5. Fungsi dan Kenyamanan Helm Industri