Mahasiswa Magister Teknik Mesin Departemen Teknik Mesin dan Industri (DTMI) UGM, Raihan Habib Saifullah, mempresentasikan proposal tugas akhirnya dalam ujian proposal yang diselenggarakan pada Rabu (18/02), di Ruang Sidang A-3 DTMI. Dalam penelitian tersebut, Raihan mengangkat tesis berjudul “Proses Manufaktur dan Karakterisasi Deteksi Otomatis pada Lapisan Komposit Glass Fiber.”
Penelitian ini berfokus pada pengembangan material komposit cerdas yang mampu mendeteksi kerusakan secara otomatis melalui mekanisme self-sensing. Material yang dikembangkan berupa komposit sandwich berbasis serat kaca yang diintegrasikan dengan jaring serat karbon tiga dimensi serta penguat Multi-Walled Carbon Nanotubes (MWCNT). Integrasi material konduktif tersebut memungkinkan komposit tidak hanya berfungsi sebagai struktur penahan beban, tetapi juga sebagai sistem pemantauan kondisi struktur secara mandiri.
Dalam proses fabrikasinya, spesimen komposit dibuat menggunakan metode Vacuum Assisted Resin Infusion (VARI) dengan lima lapisan serat kaca yang dijahit menggunakan benang serat karbon. Penelitian ini juga mengkaji pengaruh konfigurasi jaring serat karbon, baik bersilangan maupun tidak bersilangan, serta variasi konsentrasi MWCNT sebesar 0,01%, 0,05%, 0,15%, dan 0,25% terhadap kemampuan deteksi kerusakan dan sifat mekanik material.
Kinerja sistem self-sensing pada komposit diuji secara in situ bersamaan dengan pengujian mekanik untuk mengamati gaya kontak kritis, ketahanan kupas, serta perubahan resistansi listrik saat terjadi kerusakan lokal. Konfigurasi jaring serat karbon bersilangan dihipotesiskan mampu meningkatkan sensitivitas listrik karena adanya kontak fisik langsung antar serat konduktif di dalam struktur komposit.
Untuk memahami karakteristik material secara lebih mendalam, penelitian ini juga didukung oleh berbagai metode karakterisasi lanjutan. Pengamatan dispersi MWCNT dan morfologi patahan dilakukan menggunakan Scanning Electron Microscopy (SEM), sementara interaksi ikatan kimia molekuler dianalisis melalui Fourier Transform Infrared (FTIR). Selain itu, simulasi numerik berbasis Finite Element Analysis (FEA) digunakan untuk memvisualisasikan distribusi gradien potensial listrik ketika terjadi gangguan pada jaringan internal komposit.
Hasil penelitian ini menunjukkan bahwa komposit yang dikembangkan memiliki potensi besar untuk digunakan sebagai struktur ringan yang mampu menahan beban sekaligus melakukan pemantauan kondisi secara mandiri melalui konsep Structural Health Monitoring (SHM). Teknologi ini diharapkan dapat meningkatkan keamanan dan efisiensi pada berbagai aplikasi industri, termasuk sektor transportasi, konstruksi, dan manufaktur material maju.
Pengembangan material komposit cerdas seperti yang diteliti oleh Raihan membuka peluang bagi terciptanya sistem struktur yang lebih aman, efisien, dan berkelanjutan. Dengan kemampuan mendeteksi kerusakan sejak dini tanpa memerlukan sensor eksternal tambahan, teknologi ini berpotensi mendukung inovasi industri yang lebih ramah sumber daya serta meningkatkan keandalan infrastruktur modern.
Kontributor: Andhes Puspitalina, S.Hut.
Penyusun: Gusti Purbo Darpitojati, S.I.Kom.
