Metode Manufaktur Vacuum Assisted Resin Infusion Untuk Optimasi Sifat Mekanik Komposit Penyusun Propeller Dome
Abstract
Komposit berpenguat serat glass telah digunakan sebagai penyusun komponen pesawat udara, khususnya propeller dome. Pembuatan komponen bermaterial komposit di beberapa fasilitas pemeliharaan masih yang menggunakan metode wet hand lay up, yang mudah dan sederhana namun menghasilkan komposit yang memiliki sifat mekanik rendah akibat banyaknya void, serta ikatan antar muka serat yang lemah. Vacuum assisted resin infusion (VARI) merupakan metode manufaktur komposit yang memiliki konsistensi proses lebih tinggi dibandingkan wet hand lay up sehingga menghasilkan komposit dengan sifat mekanik lebih tinggi. Penggunaan metode VARI untuk meningkatkan kekuatan dan modulus tarik komposit telah dikaji. Serat glass dan serat aramid digunakan sebagai penguat, sedangkan matriks penyusun komposit berupa resin poliester. Beberapa jenis pengujian dan perhitungan telah dilakukan untuk mendapatkan komposisi fraksi penyusun komposit, diantaranya pengujian densitas sesuai ASTM D792-07 dan matrix ignition lost sesuai ASTM D2584-14, dilanjutkan pengujian tarik sesuai ASTM D638-14 dan pengujian bending ASTM D790-13. Sifat-sifat komposit hasil manufaktur VARI kemdudian dibandingkan dengan sifat-sifat komposit pada penyusun propeller dome sebenarnya. Observasi patahan komposit dengan Scanning Electron Microscope dilakukan untuk mendeskripsikan ikatan antar muka serat dan resin. Pada komposit glass/polyester hasil manufaktur VARI rata-rata kekuatan tarik sebesar 255,7 Mpa atau lebih tinggi 51,7%, kemudian rata-rata kekuatan bending sebesar 712,19 MPa atau lebih tinggi 21,9%, serta fraksi volum void lebih rendah 6% daripada komposit penyusun propeller dome.
Downloads
References
S. Y. Kim, C. S. Shim, C. Sturtevant, D. D. W. Kim, and H. C. Song, “Mechanical properties and production quality of hand-layup and vacuum infusion processed hybrid composite materials for GFRP marine structures,” Int. J. Nav. Archit. Ocean Eng., vol. 6, no. 3, pp. 723–736, 2014.
A. H. Rajpar, A. L. Maganhar, and S. A. L. I. Shah, “Mechanical Characterization of Cotton Fiber/Poliester Composite Material,” vol. 33, no. 2, pp. 227–236, 2014.
K. Abdurohman, T. Satrio, and N. L Muzayadah, “A comparison process between hand lay-up, vacuum infusion and vacuum bagging method toward e-glass EW 185/lycal composites,” J. Phys. Conf. Ser., vol. 1130, p. 12018, Nov. 2018.
M. Bourchak and W. Harasani, “Assessment of liquid resin infusion impregnation quality using scanning electron microscopy,” Adv. Compos. Lett., vol. 24, no. 1, pp. 6–11, 2015.
F. C. Campbell, “Structural Composite,” pp. 1–30, 2010.
S. K. Sardiwal, B. V. Sai Anoop, G. Susmita, L. Vooturi, and S. A. Uddin, “Advanced Composite Materials in Typical Aerospace Applications,” Glob. J. Res. Eng. D Chem. Eng., vol. 14, no. 1, pp. 5–10, 2014.
A. G. Koniuszewska and J. W. Kaczmar, “Application of polymer based composite materials in transportation,” Prog. Rubber, Plast. Recycl. Technol., vol. 32, no. 1, pp. 1–23, 2016.
V. H. B, “Processing and Characterization of Glass Fiber and Carbon Fiber Reinforced Vinyl Ester Based Composites,” Int. J. Res. Eng. Technol., vol. 04, no. 05, pp. 401–406, 2015.
M. Kinsella, D. Murray, D. Crane, J. Mancinelli, and M. Kranjc, “Mechanical Properties of Polymeric Composites,” 1993.
F. J. Khusiafan, “Use of KEVLAR ® 49 in Aircraft Components,” Eng. Manag. Res., vol. 7, no. 2, p. 14, 2018.
P. Sathish, “Hemp Fiber Reinforced Composites: A Review,” Int. J. Res. Appl. Sci. Eng. Technol., vol. V, no. III, pp. 594–595, 2017.
J. A. V. Gonçalves, D. A. T. Campos, G. D. J. Oliveira, M. D. L. Da Silva Rosa, and M. A. Macêdo, “Mechanical properties of epoxy resin based on granite stone powder from the sergipe fold-and-thrust belt composites,” Mater. Res., vol. 17, no. 4, pp. 878–887, 2014.
J. P. Dhal and S. C. Mishra, “Processing and Properties of Natural Fiber-Reinforced Polymer Composite,” J. Mater., vol. 2013, pp. 1–6, 2013.
O. P. Choudhary and P. Choudhary, “Scanning Electron Microscope: Advantages and Disadvantages in Imaging Components,” Int. J. Curr. Microbiol. Appl. Sci., vol. 6, pp. 1877–1882, May 2017.
ASTM D792, “Standard Test Methods for Density and Specific Gravity (Relative Density) of Plastics by Displacement,” in American Society for Testing and Materials, vol. 14, 2008, p. 6.
ASTM, “Designation: D 2584-94 Standard Test Method for Ignition Loss of Cured Reinforced Resins 1,” 1994, pp. 1–2.
ASM, “Introduction to Tensile Testing,” Tensile Test., pp. 1–13, 2004.
M. Kumaresan, S. Sathish, and N. Karthi, “Effect of fiber orientation on mechanical properties of sisal fiber reinforced epoxy composites,” J. Appl. Sci. Eng., vol. 18, no. 3, pp. 289–294, 2015.
