Sejarah dan Evolusi Bahan Komposit

Ketika dua atau lebih bahan berbeda digabungkan, hasilnya adalah a gabungan. Penggunaan komposit pertama dilakukan pada 1500 SM. ketika Mesir awal dan pemukim Mesopotamia menggunakan campuran lumpur dan jerami untuk membuat bangunan yang kuat dan tahan lama. Jerami terus memberikan penguatan pada produk komposit kuno termasuk tembikar dan kapal.

Kemudian, pada 1200 M, bangsa Mongol menemukan busur komposit pertama. Menggunakan kombinasi kayu, tulang, dan "lem hewan," busur ditekan dan dibungkus dengan kulit kayu birch. Busur ini kuat dan akurat. Busur komposit Mongolia membantu memastikan dominasi militer Jenghis Khan.

Era modern komposit dimulai ketika para ilmuwan mengembangkan plastik. Sampai saat itu, resin alami yang berasal dari tumbuhan dan hewan adalah satu-satunya sumber perekat dan pengikat. Pada awal 1900-an, plastik seperti vinil, polistirena, fenolik, dan poliester dikembangkan. Bahan sintetis baru ini mengungguli resin tunggal yang berasal dari alam.

Namun, plastik saja tidak dapat memberikan kekuatan yang cukup untuk beberapa aplikasi struktural. Penguatan diperlukan untuk memberikan kekuatan dan kekakuan tambahan.

Pada tahun 1935, Owens Corning memperkenalkan serat gelas pertama, fiberglass. Fiberglass, ketika dikombinasikan dengan polimer plastik menciptakan struktur yang sangat kuat yang juga ringan. Ini adalah awal dari industri Fiber Reinforced Polymers (FRP).

Banyak kemajuan terbesar dalam komposit adalah hasil dari kebutuhan masa perang. Sama seperti bangsa Mongol mengembangkan busur komposit, Perang Dunia II membawa industri FRP dari laboratorium ke dalam produksi aktual.

Bahan alternatif diperlukan untuk aplikasi ringan di pesawat militer. Insinyur segera menyadari manfaat lain dari komposit selain ringan dan kuat. Ditemukan, misalnya, bahwa komposit fiberglass transparan terhadap frekuensi radio, dan bahan itu segera diadaptasi untuk digunakan dalam melindungi peralatan radar elektronik (Radomes).

Pada akhir Perang Dunia II, industri komposit niche kecil sedang dalam ayunan penuh. Dengan permintaan yang lebih rendah untuk produk militer, beberapa inovator komposit sekarang dengan ambisius mencoba untuk memperkenalkan komposit ke pasar lain. Kapal adalah salah satu produk nyata yang diuntungkan. Lambung kapal komersial komposit pertama diperkenalkan pada tahun 1946.

Pada masa ini Brandt Goldsworthy sering disebut sebagai "kakek dari komposit," banyak dikembangkan baru proses dan produk manufaktur, termasuk papan selancar fiberglass pertama, yang merevolusi olahraga.

Goldsworthy juga menemukan proses pembuatan yang dikenal sebagai pultrusion, suatu proses yang memungkinkan produk-produk yang diperkuat dengan fiberglass yang kuat dan dapat diandalkan. Saat ini, produk yang diproduksi dari proses ini meliputi rel tangga, gagang pahat, pipa, poros panah, pelindung, lantai kereta, dan perangkat medis.

Pada 1970-an itu komposit industri mulai matang. Resin plastik yang lebih baik dan serat penguat yang lebih baik dikembangkan. DuPont mengembangkan sebuah serat aramid dikenal sebagai Kevlar, yang telah menjadi produk pilihan dalam pelindung tubuh karena kekuatan tariknya yang tinggi, kepadatannya yang tinggi, dan ringan. Serat karbon juga dikembangkan sekitar waktu ini; semakin, itu telah menggantikan bagian-bagian yang sebelumnya terbuat dari baja.

Industri komposit masih terus berkembang, dengan sebagian besar pertumbuhan sekarang difokuskan pada energi terbarukan. Bilah turbin angin, khususnya, terus-menerus mendorong batas ukuran dan membutuhkan material komposit canggih.

Penelitian material komposit terus berlanjut. Bidang minat tertentu adalah bahan nano - bahan dengan struktur molekul yang sangat kecil - dan polimer berbasis bio.