Komposit & Manufaktur Bahan Komposit

Secara sederhana, KOMPOSIT atau MATERI KOMPOSIT adalah bahan yang terdiri dari dua atau beberapa bahan dengan sifat fisik atau kimia yang berbeda, tetapi ketika digabungkan menjadi bahan yang berbeda dari bahan penyusunnya. Kita perlu menunjukkan bahwa bahan penyusunnya tetap terpisah dan berbeda dalam strukturnya. Tujuan dalam pembuatan bahan komposit adalah untuk mendapatkan produk yang lebih unggul dari konstituennya dan menggabungkan fitur yang diinginkan masing-masing konstituen. Sebagai contoh; kekuatan, berat badan rendah atau harga yang lebih rendah mungkin menjadi motivator di balik merancang dan memproduksi komposit. Jenis komposit yang kami tawarkan adalah komposit yang diperkuat partikel, komposit yang diperkuat serat termasuk komposit keramik-matriks/polimer-matriks/logam-matriks/karbon-karbon/hibrida, komposit struktural & laminasi & struktur sandwich dan nanokomposit.

 

Teknik fabrikasi yang kami terapkan dalam pembuatan material komposit adalah: Pultrusion, proses produksi prepreg, penempatan serat lanjutan, penggulungan filamen, penempatan serat yang disesuaikan, proses lay-up semprotan fiberglass, rumbai, proses lanxide, z-pinning.
Banyak material komposit terdiri dari dua fase, matriks, yang kontinu dan mengelilingi fase lainnya; dan fase terdispersi yang dikelilingi oleh matriks.
Kami menyarankan Anda mengklik di sini untukUNDUH Ilustrasi Skema Komposit dan Manufaktur Bahan Komposit kami oleh AGS-TECH Inc.
Ini akan membantu Anda lebih memahami informasi yang kami berikan kepada Anda di bawah ini. 

 

• KOMPOSIT YANG DIPERKUAT PARTIKEL : Kategori ini terdiri dari dua jenis: komposit partikel besar dan komposit yang diperkuat dispersi. Pada tipe sebelumnya, interaksi partikel-matriks tidak dapat diperlakukan pada tingkat atom atau molekul. Sebaliknya mekanika kontinum valid. Di sisi lain, dalam komposit yang diperkuat dispersi, partikel umumnya jauh lebih kecil dalam rentang puluhan nanometer. Contoh komposit partikel besar adalah polimer yang telah ditambahkan pengisi. Bahan pengisi meningkatkan sifat bahan dan dapat menggantikan sebagian volume polimer dengan bahan yang lebih ekonomis. Fraksi volume dari dua fase mempengaruhi perilaku komposit. Komposit partikel besar digunakan dengan logam, polimer dan keramik. CERMETS adalah contoh komposit keramik / logam. Sermet kami yang paling umum adalah semen karbida. Ini terdiri dari keramik karbida tahan api seperti partikel tungsten karbida dalam matriks logam seperti kobalt atau nikel. Komposit karbida ini banyak digunakan sebagai alat pemotong untuk baja yang dikeraskan. Partikel karbida keras bertanggung jawab atas aksi pemotongan dan ketangguhannya ditingkatkan oleh matriks logam yang ulet. Dengan demikian kita mendapatkan keuntungan dari kedua bahan dalam satu komposit. Contoh umum lain dari komposit partikel besar yang kami gunakan adalah partikulat karbon hitam yang dicampur dengan karet vulkanisir untuk mendapatkan komposit dengan kekuatan tarik tinggi, ketangguhan, ketahanan sobek dan abrasi. Contoh komposit yang diperkuat dispersi adalah logam dan paduan logam yang diperkuat dan dikeraskan dengan dispersi seragam partikel halus dari bahan yang sangat keras dan lembam. Ketika serpihan aluminium oksida yang sangat kecil ditambahkan ke matriks logam aluminium, kami memperoleh bubuk aluminium sinter yang memiliki kekuatan suhu tinggi yang ditingkatkan. 

 

• KOMPOSIT BERTULANG SERAT : Kategori komposit ini sebenarnya yang paling penting. Tujuan yang ingin dicapai adalah kekuatan dan kekakuan yang tinggi per satuan berat. Komposisi serat, panjang, orientasi dan konsentrasi dalam komposit ini sangat penting dalam menentukan sifat dan kegunaan bahan ini. Ada tiga kelompok serat yang kami gunakan: kumis, serat, dan kabel. WHISKERS adalah kristal tunggal yang sangat tipis dan panjang. Mereka adalah salah satu bahan terkuat. Beberapa contoh bahan kumis adalah grafit, silikon nitrida, aluminium oksida.  FIBERS di sisi lain sebagian besar polimer atau keramik dan dalam keadaan polikristalin atau amorf. Kelompok ketiga adalah KAWAT halus yang memiliki diameter relatif besar dan sering terdiri dari baja atau tungsten. Contoh komposit yang diperkuat kawat adalah ban mobil yang menggabungkan kawat baja di dalam karet. Tergantung pada bahan matriks, kami memiliki komposit berikut:
KOMPOSIT MATRIKS POLIMER : Ini terbuat dari resin polimer dan serat sebagai bahan penguat. Subgrup dari komposit yang disebut Glass Fiber-Reinforced Polymer (GFRP) ini mengandung serat kaca kontinu atau terputus-putus dalam matriks polimer. Kaca menawarkan kekuatan tinggi, ekonomis, mudah dibuat menjadi serat, dan inert secara kimiawi. Kerugiannya adalah kekakuan dan kekakuannya yang terbatas, suhu servis hanya mencapai 200 – 300 Celcius. Fiberglass cocok untuk badan otomotif dan alat transportasi, badan kendaraan laut, wadah penyimpanan. Mereka tidak cocok untuk kedirgantaraan atau pembuatan jembatan karena kekakuan yang terbatas. Subkelompok lainnya disebut Komposit Carbon Fiber-Reinforced Polymer (CFRP). Di sini, karbon adalah bahan serat kami dalam matriks polimer. Karbon dikenal karena modulus dan kekuatan spesifiknya yang tinggi dan kemampuannya untuk mempertahankannya pada suhu tinggi. Serat karbon dapat memberi kita modulus tarik standar, menengah, tinggi, dan ultratinggi. Selain itu, serat karbon memang menawarkan karakteristik fisik dan mekanik yang beragam dan oleh karena itu cocok untuk berbagai aplikasi rekayasa yang disesuaikan secara khusus. Komposit CFRP dapat dipertimbangkan untuk memproduksi peralatan olahraga dan rekreasi, bejana tekan dan komponen struktural kedirgantaraan. Namun, subkelompok lain, Komposit Polimer Berpenguat Serat Aramid juga merupakan bahan berkekuatan tinggi dan modulus. Kekuatan mereka untuk rasio berat yang luar biasa tinggi. Serat aramid juga dikenal dengan nama dagang KEVLAR dan NOMEX. Di bawah tegangan mereka tampil lebih baik daripada bahan serat polimer lainnya, tetapi mereka lemah dalam kompresi. Serat aramid kuat, tahan benturan, mulur dan tahan lelah, stabil pada suhu tinggi, inert secara kimia kecuali terhadap asam dan basa kuat. Serat aramid banyak digunakan dalam barang olahraga, rompi anti peluru, ban, tali, selubung kabel serat optik. Bahan penguat serat lainnya ada tetapi digunakan pada tingkat yang lebih rendah. Ini adalah boron, silikon karbida, aluminium oksida terutama. Bahan matriks polimer di sisi lain juga penting. Ini menentukan suhu layanan maksimum komposit karena polimer umumnya memiliki suhu leleh dan degradasi yang lebih rendah. Poliester dan vinil ester banyak digunakan sebagai matriks polimer. Resin juga digunakan dan memiliki ketahanan kelembaban dan sifat mekanik yang sangat baik. Misalnya resin polimida dapat digunakan hingga sekitar 230 Derajat Celcius. 
KOMPOSIT MATRIKS LOGAM : Dalam material ini kami menggunakan matriks logam yang ulet dan suhu servis umumnya lebih tinggi dari komponen penyusunnya. Jika dibandingkan dengan komposit polimer-matriks, ini dapat memiliki suhu operasi yang lebih tinggi, tidak mudah terbakar, dan mungkin memiliki ketahanan degradasi yang lebih baik terhadap cairan organik. Namun mereka lebih mahal. Bahan penguat seperti kumis, partikulat, serat kontinu dan tidak kontinu; dan bahan matriks seperti tembaga, aluminium, magnesium, titanium, superalloy sedang umum digunakan. Contoh aplikasinya adalah komponen mesin yang terbuat dari matriks paduan aluminium yang diperkuat dengan aluminium oksida dan serat karbon. 
KOMPOSIT MATRIKS KERAMIK : Bahan keramik dikenal dengan keandalan suhu tinggi yang luar biasa baik. Namun mereka sangat rapuh dan memiliki nilai ketangguhan patah yang rendah. Dengan menyematkan partikulat, serat, atau whisker dari satu keramik ke dalam matriks keramik lainnya, kami dapat mencapai komposit dengan ketangguhan patah yang lebih tinggi. Material tertanam ini pada dasarnya menghambat perambatan retak di dalam matriks dengan beberapa mekanisme seperti membelokkan ujung retak atau membentuk jembatan melintasi permukaan retak. Sebagai contoh, alumina yang diperkuat dengan whisker SiC digunakan sebagai sisipan pahat potong untuk pemesinan paduan logam keras. Ini dapat mengungkapkan kinerja yang lebih baik dibandingkan dengan karbida disemen.  
KOMPOSIT KARBON-KARBON : Baik penguat maupun matriksnya adalah karbon. Mereka memiliki modulus tarik tinggi dan kekuatan pada suhu tinggi lebih dari 2000 Celcius, ketahanan mulur, ketangguhan patah yang tinggi, koefisien ekspansi termal yang rendah, konduktivitas termal yang tinggi. Sifat-sifat ini membuatnya ideal untuk aplikasi yang membutuhkan ketahanan kejut termal. Kelemahan komposit karbon-karbon adalah kerentanannya terhadap oksidasi pada suhu tinggi. Contoh umum penggunaan adalah cetakan pengepresan panas, pembuatan komponen mesin turbin canggih. 
KOMPOSIT HIBRIDA : Dua atau lebih jenis serat yang berbeda dicampur dalam satu matriks. Dengan demikian, seseorang dapat menyesuaikan bahan baru dengan kombinasi sifat. Contohnya adalah ketika serat karbon dan kaca digabungkan ke dalam resin polimer. Serat karbon memberikan kekakuan dan kekuatan kepadatan rendah tetapi mahal. Kaca di sisi lain tidak mahal tetapi tidak memiliki kekakuan serat karbon. Komposit hibrida kaca-karbon lebih kuat dan lebih tangguh dan dapat diproduksi dengan biaya lebih rendah.
PEMROSESAN KOMPOSIT BERTULANG SERAT : Untuk plastik yang diperkuat serat kontinu dengan serat terdistribusi seragam yang berorientasi pada arah yang sama, kami menggunakan teknik berikut.
PULTRUSION: Batang, balok dan tabung dengan panjang kontinu dan penampang konstan diproduksi. Keliling serat kontinu diresapi dengan resin termoset dan ditarik melalui cetakan baja untuk membentuknya ke bentuk yang diinginkan. Selanjutnya, mereka melewati die curing mesin presisi untuk mencapai bentuk akhirnya. Karena curing die dipanaskan, ia menyembuhkan matriks resin. Penarik menarik material melalui cetakan. Dengan menggunakan inti berongga yang dimasukkan, kami dapat memperoleh tabung dan geometri berongga. Metode pultrusion otomatis dan menawarkan tingkat produksi yang tinggi. Setiap panjang produk dimungkinkan untuk diproduksi. 
PROSES PRODUKSI PREPREG : Prepreg adalah penguat serat kontinu yang diresapi dengan resin polimer yang diawetkan sebagian. Ini banyak digunakan untuk aplikasi struktural. Materi datang dalam bentuk pita dan dikirim sebagai pita. Pabrikan mencetaknya secara langsung dan sepenuhnya menyembuhkannya tanpa perlu menambahkan resin apa pun. Karena prepreg mengalami reaksi pengawetan pada suhu kamar, prepreg disimpan pada suhu 0 Celcius atau lebih rendah. Setelah digunakan sisa kaset disimpan kembali pada suhu rendah. Resin termoplastik dan termoset digunakan dan serat penguat karbon, aramid, dan kaca umum digunakan. Untuk menggunakan prepreg, kertas backing carrier terlebih dahulu dilepas dan kemudian fabrikasi dilakukan dengan meletakkan pita prepreg ke permukaan perkakas (proses lay-up). Beberapa lapisan dapat disusun untuk mendapatkan ketebalan yang diinginkan. Praktik yang sering dilakukan adalah mengganti orientasi serat untuk menghasilkan laminasi lapis silang atau lapis sudut. Akhirnya panas dan tekanan diterapkan untuk menyembuhkan. Baik pemrosesan tangan maupun proses otomatis digunakan untuk memotong prepreg dan lay-up.
FILAMENT WINDING : Serat penguat kontinu diposisikan secara akurat dalam pola yang telah ditentukan untuk mengikuti  dan biasanya bentuk silindris. Serat pertama-tama melewati rendaman resin dan kemudian dililitkan ke mandrel oleh sistem otomatis. Setelah beberapa pengulangan lilitan, diperoleh ketebalan yang diinginkan dan pengawetan dilakukan baik pada suhu kamar atau di dalam oven. Sekarang mandrel dilepas dan produk dibongkar. Gulungan filamen dapat menawarkan rasio kekuatan-terhadap-berat yang sangat tinggi dengan melilitkan serat dalam pola melingkar, heliks, dan kutub. Pipa, tangki, casing diproduksi menggunakan teknik ini. 

 

• KOMPOSIT STRUKTURAL : Umumnya terdiri dari bahan homogen dan komposit. Oleh karena itu sifat-sifat ini ditentukan oleh bahan penyusun dan desain geometris elemen-elemennya. Berikut adalah jenis utama:
KOMPOSIT LAMINAR : Bahan struktural ini terbuat dari lembaran atau panel dua dimensi dengan arah kekuatan tinggi yang disukai. Lapisan ditumpuk dan disemen bersama. Dengan bolak-balik arah kekuatan tinggi di dua sumbu tegak lurus, kami memperoleh komposit yang memiliki kekuatan tinggi di kedua arah dalam bidang dua dimensi. Dengan menyesuaikan sudut lapisan, seseorang dapat membuat komposit dengan kekuatan pada arah yang diinginkan. Ski modern diproduksi dengan cara ini. 
PANEL SANDWICH : Komposit struktural ini ringan namun memiliki kekakuan dan kekuatan yang tinggi. Panel sandwich terdiri dari dua lembar luar yang terbuat dari bahan yang kaku dan kuat seperti paduan aluminium, plastik atau baja yang diperkuat serat dan inti di antara lembaran luar. Inti harus ringan dan sebagian besar waktu memiliki modulus elastisitas yang rendah. Bahan inti yang populer adalah busa polimer kaku, kayu, dan sarang lebah. Panel sandwich banyak digunakan dalam industri konstruksi sebagai bahan atap, bahan lantai atau dinding, dan juga dalam industri dirgantara.  

 

• NANOCOMPOSITES : Material baru ini terdiri dari partikel partikel berukuran nano yang tertanam dalam matriks. Menggunakan nanokomposit kami dapat memproduksi bahan karet yang merupakan penghalang yang sangat baik untuk penetrasi udara sambil mempertahankan sifat karetnya tidak berubah.