PENERAPAN KOMPOSIT HIBRIDA SERAT KARBON–SERAT KACA PADA RANGKA KENDARAAN HEMAT ENERGI
DOI:
https://doi.org/10.51510/sinergipolmed.v7i2.3247Keywords:
Komposit, rangka, hollow tube, Gatotkaca UnisiAbstract
Rangka kendaraan hemat energi membutuhkan material dengan massa jenis rendah dan kekuatan mekanik yang memadai untuk mendukung efisiensi penggunaan energi. Penelitian ini bertujuan mengembangkan profil hollow tube berbahan komposit hibrida serat karbon–serat kaca, mengevaluasi pengaruh kombinasi lapisan serat terhadap massa jenis dan kekuatan lentur, serta menilai kelayakannya sebagai alternatif aluminium 6063-T5 pada rangka kendaraan hemat energi. Spesimen dibuat menggunakan metode vacuum infusion dengan tiga konfigurasi lapisan, yaitu 0CF3GF, 1CF2GF, dan 2CF1GF. Setiap konfigurasi terdiri atas tiga lapisan penguat dan diuji menggunakan metode three-point bending. Massa jenis spesimen dihitung berdasarkan hasil pengukuran massa dan volume, sedangkan distribusi tegangan rangka dievaluasi melalui simulasi elemen hingga dengan pembebanan statis sebesar 100 kg. Hasil penelitian menunjukkan bahwa peningkatan jumlah lapisan serat karbon meningkatkan kekuatan lentur dan menurunkan massa jenis komposit. Konfigurasi 2CF1GF memberikan kinerja terbaik dengan tegangan luluh lentur sebesar 31,13 MPa, tegangan lentur maksimum 38,61 MPa, dan massa jenis 2,14 g/cm³ atau 20,7% lebih rendah daripada aluminium 6063-T5. Simulasi rangka menghasilkan tegangan rata-rata sebesar 18,30 MPa, tegangan maksimum 85,14 MPa, dan defleksi maksimum 1,31 mm. Berdasarkan hasil tersebut, komposit 2CF1GF memenuhi kebutuhan kekuatan pada bagian rangka dengan tegangan kerja hingga 18,30 MPa, tetapi belum sesuai untuk area kritis tanpa penambahan lapisan atau optimasi orientasi serat. Komposit hibrida 2CF1GF berpotensi diterapkan melalui pendekatan pemilihan material berbasis zona untuk mengurangi massa rangka kendaraan hemat energi.
References
Al Azzawi, W., Kadhim, H., & Saad Jomah, A. J. (2024). Mechanical Properties Characterization of Glass/Carbon Fiber Hybrid Multilayer Composite under Environmental Aging Condition. Diyala Journal of Engineering Sciences, 17(1), 94–102.
Alghamdi, S. S., John, S., Choudhury, N. R., & Dutta, N. K. (2021). Additive manufacturing of polymer materials: Progress, promise and challenges. Polymers, 13(5), 1–39.
Azissyukhron, M., & Hidayat, S. (2020). Perbandingan Kekuatan Material Hasil Metode Hand Lay-up dan Metode Vacuum Bag Pada Material Sandwich Composite. Prosiding Industrial Research Workshop and National Seminar, 9, 1–5.
Castanie, B., Bouvet, C., & Ginot, M. (2020). Review of composite sandwich structure in aeronautic applications. In Composites Part C: Open Access (Vol. 1). Elsevier B.V.
Fajarudin, H., & Widodo, R. D. (2021). Kekuatan Tarik Material Fiber Carbon Dan Fiber Glass Berdasarkan Orientasi Serat Berbasis Matriks epoxy. Jurnal Inovasi Mesin, 3(1), 20–26.
Gultom, A., Safriwardy, F., Rizki, M. N., & Masrullita, M. (2024). Effect of Volume Fraction Variation of Hybrid Composite Reinforced Bamboo Fiber and Fiber-Glass Using Polyyester Resin on Tensile Strength and Impack. Electronic Journal of Education, Social Economics and Technology, 5(1), 1–9.
Jamil, K. F., & Aritonang, S. (2025). Perbandingan Analisis Struktur dan Sifat Mekanik Material Komposit dari Weave Carbon Fiber & Chopped Carbon Fiber. Jurnal Rekayasa Material, Manufaktur dan Energi, 8(2), 340–350.
Jaya, K. I., Muzayadah, N. L., Nurtiasto, T. S., Fitriansyah, R., & Ramadhan, F. (2020). Masalah Infusion Resin pada Sandwich Composite Honeycomb Structure Menggunakan Metode VARI. Seminar Nasional Ilmu Teknik dan Aplikasi Industri, 3, 1–5.
Negoro, D. A. K. R., Setiawan, F., & Putra, I. R. (2023). Analisis Kekuatan Tarik Material Komposit Serat Karbon. Teknika STTKD: Jurnal Teknik, Elektronik, Engine, 9(1), 159–167.
Phiri, R., Mavinkere Rangappa, S., Siengchin, S., Oladijo, O. P., & Ozbakkaloglu, T. (2024). Advances in lightweight composite structures and manufacturing technologies: A comprehensive review. Heliyon, 10(21), e39661.
Priyanto, K., Haniel, H., Palmiyanto, M. H., & Priyambodo, B. H. (2025). Flexural Characteristics of Roll-Wrapped Gfrp Composite Hollow Square Tube. Jurnal Teknik Mesin, 14(2), 117.
Rajak, D. K., Wagh, P. H., & Linul, E. (2021). Manufacturing technologies of carbon/glass fiber-reinforced polymer composites and their properties: A review. Polymers, 13(21).
Suryono, A. F., Faizal, A., & Hestiawan, H. (2020). Pengaruh Post Curing Treatment dan Perendaman Air Laut pada Komposit Hybrid Kevlar/Karbon. Jurnal Rekayasa Mekanik, 4(1), 13–17.
Utomo, W. B., & Drastiawati, N. S. (2021). Pengaruh Variasi jenis core , temperatur curing dan post-curing karakteristik bending komposit sandwich serat karbon dengan metode vacuum infusion. Jurnal Teknik Mesin, 9(2), 45–54.
Wibowo, Ajeng, & Rifdian. (2023). Pengaruh Variasi Arah Serat Dan Jumlah Layer Terhadap Uji Tarik Dan Impact Komposit Serat Karbon Fiber. Approach : Jurnal Teknologi Penerbangan, 7(1), 1–6.
Wirama, I. W. P., Astika, I. M., & Ary Subagia, I. D. . (2022). Uji Kekuatan Bending Pipa Komposit Jute-Epoxy pada Perlakuan Rendaman Air Panas. Jurnal Energi Dan Manufaktur, 14(2), 72.
Yurii, N. (2024). Mechanical Properties of Glass Fiber and Carbon Fiber Reinforced Composites. International Journal of Advanced Research, 12(10), 518–525.
Yusuf, M., Salami, O., & Amusat, W. O. (2024). Advances in carbon-fiber reinforced polymers and composites for sustainable concrete structures. World Journal of Advanced Research and Reviews, 23(2), 2308–2330.
Downloads
Published
Issue
Section
License
Copyright (c) 2026 Faisal Arif Nurgesang, Muhammad Joang Firdaus
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
p-ISSN 2089-7766
e-ISSN 2777-1202
