Optimasi Desain Core Untuk Rangka Produk Komposit Sandwich menggunakan Material Core Acrylonitrile Butadiene Styrene (ABS)

Abstract

Penggunaan material baja pada struktur rangka produk komposit memiliki kelemahan, seperti bobot yang berat dan kesulitan untuk dibentuk menjadi geometri yang kompleks. Penelitian ini bertujuan untuk mengevaluasi performa mekanik material alternatif dengan metode komposit sandwich yang memadukan bahan ABS hasil 3D printing dan pelapisan serat karbon (skinning carbon). Penelitian ini berfokus pada pengujian kekakuan bending dan kekakuan bending spesifik untuk mengidentifikasi potensi dan kendala dalam proses pembuatan spesimen serta performa material yang dihasilkan. Alur penelitian diawali dengan studi literatur dan konseptualisasi desain spesimen menggunakan perangkat lunak SolidWorks. Dua variasi desain spesimen dibuat dan dicetak menggunakan mesin 3D printing, dengan total enam spesimen (tiga untuk setiap desain). Setelah proses pencetakan, seluruh spesimen dilapisi dengan serat karbon menggunakan metode kantong vakum. Pengujian bending dilakukan pada keenam spesimen untuk memperoleh data defleksi, gaya maksimum (Pmax), kekakuan bending (D), dan kekakuan bending spesifik (D/W). Hasil pengujian menunjukkan bahwa kekakuan bending spesifik tertinggi sebesar 2.6 MN.mm2/g diperoleh oleh spesimen A_1, namun ditemukan ketidaksempurnaan berupa distribusi resin yang tidak merata, sehingga A_1 diidentifikasi sebagai anomali. Jika spesimen A_1 dieliminasi, desain A menunjukkan performa paling stabil, dengan nilai rerata kekakuan bending spesifik sebesar 2 MN.mm2/g. Hal ini membuktikan bahwa perpaduan material ABS 3D printing dan skinning carbon dapat menghasilkan material yang ringan, kuat, dan fleksibilitas lebih baik. Penelitian ini mengidentifikasi tantangan dalam proses fabrikasi, khususnya dalam pengendalian distribusi resin. Untuk penelitian selanjutnya, disarankan pengembangan metode fabrikasi yang lebih presisi serta pengujian tambahan untuk mengevaluasi sifat mekanik lainnya.