Pindah ke halaman konten

Komposit Serat

Nama Jenis Ukuran Unduh
  • Brosur Industri: Komposit PDF 7 MB

Tinjauan tentang Komposit

Komposit terdiri dari dua atau lebih bahan gabungan. Penggabungan material menghasilkan sifat material yang sangat spesifik, seperti kekakuan dan kekuatan dalam arah tertentu sambil menjaga berat minimum, sehingga memungkinkan pengembangan aplikasi baru. 

Komposit digunakan dalam banyak produk baru. Pesawat terbang seperti Airbus A380 dan A350, atau Boeing 787 adalah contoh terkini dalam penerbangan umum di mana persentase tinggi komposit serat karbon digunakan. Mobil BMW I3 dan I8 memiliki sasis kendaraan yang seluruhnya terbuat dari bahan GFRP. Mereka sangat ringan sehingga dapat diangkat oleh dua orang. Mobil balap telah menggunakan komposit serat untuk waktu yang lama. Bilah turbin angin besar dibuat dengan berbagai komposit: komposit serat searah yang menyerap gaya sentrifugal, permukaan luar yang terbuat dari komposit serat banyak arah, dan struktur keseluruhan yang memiliki desain sandwich. Komposit juga digunakan dalam rekayasa medis, misalnya dalam protesa, dalam industri konstruksi sebagai bahan multifaset untuk jembatan, dan dalam rekayasa fasad.

Dalam bahan komposit, serat tertanam dalam komponen komposit yang dikenal sebagai matriks. Hal ini menciptakan sistem serat-matriks. Serat dapat bekerja dalam satu atau beberapa arah yang ditentukan dan memiliki arah yang disukai.

Laminasi terdiri dari jumlah lapisan yang berbeda, satu di atas yang lain. Material yang memiliki tiga lapisan, yang dua di antaranya adalah lapisan eksternal yang identik, dikenal sebagai campuran sandwich. 

Sandwich ini digunakan dalam konstruksi ringan. Inti, yang terletak di antara dua lapisan eksternal, dapat dibuat dari plastik berbusa atau struktur sarang lebah. Yang disebut terakhir dikenal juga sebagai campuran sarang lebah.

Definisi komposit

Berbagai komposit digunakan dalam aplikasi teknis seperti

  • Plastik yang diperkuat serat gelas (GFRP)
  • Plastik yang diperkuat serat karbon(CFRP)
  • Plastik yang diperkuat serat aramid (AFRP)
  • Plastik yang diperkuat serat alami (NFRP)

Komposit serat terdiri dari serat yang merupakan serat filamen atau stapel, misalnya, roving fabric, dan memastikan kekuatan ikatan sebagai sebuah matriks.

Profil karakteristik, bersama dengan pemilihan serat dan bahan matriks, pada dasarnya ditentukan oleh orientasi serat dalam kain tekstil. Perbedaan dibuat antara laminasi searah dan banyak arah dalam teknologi pengujian. 

Pengujian bahan biasanya melibatkan skenario pembebanan individual pada spesimen yang ditentukan oleh standar. Karena karakteristik sangat tergantung pada arah, berbagai jenis pembebanan diterapkan dengan pengambilan sampel spesimen yang berbeda, misalnya secara paralel atau tegak lurus terhadap arah serat.

Selain standar internasional (ISO), pengujian ini dijelaskan dalam berbagai standar nasional dan regional (ASTM, EN, dan DIN), serta dalam standar perusahaan (Airbus AITM, dan Boeing BSS). Hal ini menghasilkan ruang lingkup lebih dari 170 standar yang menggambarkan sekitar 20 metode uji generik.

Pengujian komponen, bagian struktural, dan struktur lengkap menerapkan beban yang mencerminkan apa yang terjadi dalam aplikasinya di dunia nyata. Fokusnya adalah pada kekuatan, konsumsi energi (tabrak), fatik dari material, dan umur pemakaian.

Karena sensitivitas arah dan geser serat, beban uji harus diterapkan tepat ke arah yang diinginkan. Kesalahan aksial digambarkan sebagai ketidaksejajaran dan tunduk pada limit yang sempit. Untuk mengukur ketidaksejajaran, ZwickRoell menggunakan alat pengukur khusus, yang sesuai dengan bentuk dan dimensi spesimen. Sumbu uji mesin pengujian disejajarkan dengan perlengkapan penyelarasan mekanis.

Sistem pengujian modular untuk komposit

Laboratorium pengujian besar dengan tingkat throughput tinggi yang sesuai menggunakan beberapa mesin pengujian besar yang berbeda untuk metode pengujian individual untuk meminimalkan waktu dan biaya yang terlibat dalam pembangunan ulang. Metode uji standar dapat dibagi menjadi rentang gaya berikut: 

  • Gaya hingga 1 kN: uji lentur, tingkat pelepasan energi, uji tarik pada filamen tunggal
  • Gaya hingga 10 kN: uji geser, misalnya, IPS, ILSS, and V-notch, uji tarik pada untaian filamen, uji tarik UD 90°, uji tarik pada arah ketebalan
  • Gaya hingga 100 kN uji tarik UD 0°, uji tarik MD untuk ketebalan laminasi yang lebih kecil, uji kompresi kepada standar ISO, ASTM, dan EN, uji kompresi takik, uji tekanan bearing
  • Gaya lebih dari 100 kN: uji tarik dan kompresi ke standar Airbus dengan ketebalan laminasi yang sesuai, kompresi setelah impak

Jika laju throughput tidak cukup tinggi atau tidak konsisten sehingga membuat investasi dalam beberapa mesin pengujian masuk akal, opsi alternatif adalah dengan melengkapi satu mesin pengujian sehingga dimungkinkan untuk melakukan sebanyak mungkin metode uji dengan upaya pembangunan ulang yang paling sedikit.

ZwickRoell telah mengembangkan konsep mesin pengujian modular untuk mesin pengujian elektromekanis dan servo-hydraulic untuk mengatasi berbagai kebutuhan yang berbeda ini. Keuntungan dari sistem modular ini jelas: semua perlengkapan dan alat, ekstensometer, perangkat lunak, panel pelindung, dan ruang suhu bersifat modular dan dirancang untuk bekerja bersama. Selain itu, sistem ini juga siap untuk generasi berikutnya, karena semua komponen dapat dipasang kembali.

Contoh aplikasi untuk pengujian komposit

Uji tarik

pada filamen tunggal, untaian filamen, dan laminasi satu arah dan multi-arah, serta uji tarik takik dan uji tarik pada laminasi berbaut.
ke Uji tarik

Uji kompresi dan uji kompresi berlekuk (OHC, FHC)

pada komposit yang terdiri dari sistem matriks serat yang berbeda
ke Uji kompresi dan uji kompresi berlekuk (OHC, FHC)

Uji lentur

Uji lentur (uji lentur 3-titik dan 4-titik) dilakukan untuk menentukan karakteristik mekanis yang penting.
ke Uji lentur

Penyelarasan

Uji komposit memerlukan penyelarasan yang sangat akurat dari uji coba poros.
ke Penyelarasan

Kekuatan geser interlaminar ILSS

Kekuatan geser interlaminar biasanya ditentukan dengan menggunakan uji geser balok pendek.
ke Kekuatan geser interlaminar ILSS

Pergeseran melalui overlap

Uji geser digunakan untuk membandingkan ikatan perekat laminasi.
ke Pergeseran melalui overlap

In-Plane Shear (IPS)

dapat diproduksi dan diukur dengan melakukan uji tarik atau kompresi pada ±45° terhadap arah serat.
ke In-Plane Shear (IPS)

Uji geser bertakik-V

digunakan untuk mengkarakterisasi sifat geser dalam bidang.
ke Uji geser bertakik-V

Tingkat pelepasan energi (G)

Tingkat pelepasan energi termasuk dalam nilai karakteristik mekanik fraktur dan biasanya ditentukan dalam Mode I dan Mode II.
ke Tingkat pelepasan energi (G)

Metode uji siklik dinamis

digunakan untuk menentukan daya tahan spesimen, elemen struktural, dan komponen.
ke Metode uji siklik dinamis

Kami mencari dan menemukan solusi pengujian yang optimal untuk setiap kebutuhan Anda.

Hubungi pakar industri kami.

Kami berharap dapat mendiskusikan kebutuhan Anda.

 

Hubungi kami

Proyek pelanggan yang menarik

Saat ini, tidak ada elemen yang tersedia.

Top