Mengenal Fiberglass dan Aplikasinya

Secara teknis, fiberglass merupakan material komposit, yang berarti ia terbentuk dari perpaduan atau campuran beberapa bahan kimia. Campuran bahan kimia ini, saling bereaksi dan mengeras dalam kurun waktu tertentu. Kombinasi unik ini menghasilkan material dengan sejumlah keunggulan signifikan di bandingkan dengan material logam tradisional. Hal ini menjadikannya pilihan menarik bagi para produsen otomotif. Keuntungan utama fiberglass meliputi bobotnya yang lebih ringan, kemudahan dalam pembentukan desain yang kompleks, dan biaya produksi yang relatif lebih rendah.

Sejarah dan Perkembangan Fiberglass

Sejarah fiberglass ternyata telah terentang cukup panjang. Konsep pembuatan peralatan dari kaca bahkan sudah di kenal sejak awal abad ke-18. Namun, tonggak penting dalam pengembangan fiberglass sebagai material industri terjadi pada akhir tahun 1930-an. Melalui penemuan dan penyempurnaan proses filament berkelanjutan (continuous filament process), fiberglass berhasil di kembangkan menjadi material yang memenuhi persyaratan ketat untuk aplikasi industri. Proses ini menghasilkan serat-serat kaca yang memiliki kekuatan tinggi, elastisitas yang baik, serta ketahanan terhadap temperatur tinggi.

Mungkin terlintas di benak banyak orang bahwa material yang berasal dari kaca (glass) pastilah rapuh dan mudah pecah. Namun, keajaiban transformasi terjadi melalui proses penekanan di mana cairan atau bubuk kaca di ubah menjadi bentuk serat-serat halus. Proses inilah yang mengubah material yang awalnya brittle (mudah pecah) menjadi material yang memiliki kekuatan luar biasa (strong materials).

Ketika kaca bertransformasi dari wujud cair atau bubuk menjadi serat-serat mikroskopis (fiber), terjadi peningkatan kekuatan yang sangat signifikan. Sebagai gambaran, kekuatan tarik maksimal dari sehelai serat kaca dengan diameter antara 9 hingga 15 mikrometer dapat mencapai angka fantastis, yaitu 3.447.000 kN/m2. Fakta ini menegaskan bahwa fiberglass adalah salah satu material dengan kekuatan tertinggi yang di kenal saat ini.

Baca juga: Mengenal Jenis, Keunggulan, dan Penggunaan Fiberglass

Aplikasi Fiberglass dalam Industri Otomotif

Pemanfaatan fiberglass dalam industri otomotif telah merambah berbagai aspek, jauh melampaui sekadar pembuatan bodi kendaraan. Material ini juga di gunakan untuk memproduksi berbagai komponen kendaraan lainnya. Namun, aplikasi yang paling populer dan terlihat adalah dalam pembuatan komponen bodi. Selain sifatnya yang anti karat, fiberglass menawarkan ketahanan benturan yang lebih baik, kemudahan dalam pembentukan desain yang aerodinamis dan menarik, kemudahan perbaikan jika terjadi kerusakan, serta bobot yang lebih ringan. Penggunaan fiberglass pada bodi kendaraan berpotensi signifikan dalam meningkatkan efisiensi konsumsi bahan bakar.

Di Indonesia, pemanfaatan fiberglass dalam industri otomotif saat ini masih di dominasi oleh pembuatan komponen bodi untuk kendaraan minibus dan bus. Belum banyak di temukan kendaraan jenis sedan rakitan dalam negeri yang secara spesifikasi menggunakan bodi berbahan fiberglass. Karena bodi kendaraan sebagian besar masih mengandalkan bahan dari pelat baja. Namun, pemandangan yang berbeda terlihat di luar negeri. Fiberglass telah di adopsi secara lebih luas, terutama dalam pembuatan mobil-mobil sport dengan produksi terbatas yang mengutamakan performa dan desain yang unik. Selain itu, fiberglass juga banyak di gunakan dalam pembuatan mobil-mobil kit yang di jual dalam kondisi terurai dan di rakit sendiri oleh konsumen.

Lebih jauh lagi, fiberglass menjadi material andalan dalam pembuatan prototipe kendaraan masa depan untuk keperluan penelitian. Selain fiberglass, material lain seperti aluminium dan serat karbon juga seringkali di gunakan dalam perancangan dan konsep mobil masa depan. Kemudahan fiberglass dalam mengikuti desain yang rumit menjadi salah satu alasan utama, sejalan dengan tren teknologi masa depan yang cenderung mengarah pada penggunaan material komposit.

Dalam sektor industri komponen, pemanfaatan fiberglass juga semakin meluas. Produsen kendaraan besar telah mengintegrasikannya dalam pembuatan komponen-komponen spesifik. Sebagai contoh, Daimler Benz memanfaatkan fiberglass untuk pembuatan bodi dan bagian-bagian interior kendaraan mereka. Produsen mobil Opel menggunakannya untuk bagian-bagian bodi yang membutuhkan kekuatan super, sementara Porsche banyak mengaplikasikannya pada bagian interior seperti atap geser (sliding roof), bumper, dan spoiler. Khusus untuk bumper dan spoiler, bengkel-bengkel kecil di Indonesia pun kini banyak yang mampu membuatnya dari bahan fiberglass ini.

Bahan-Bahan Pembuat Fiberglass

Proses pembuatan fiberglass melibatkan beberapa material dengan fungsi spesifik. Secara umum, terdapat sekitar 11 jenis bahan yang terlibat, terbagi menjadi 6 bahan utama dan 5 bahan finishing:

Baca juga: Bahan Baku Fiberglass

Bahan Utama:

• Erosil: Berbentuk bubuk halus berwarna putih, berfungsi sebagai perekat mat agar fiberglass menjadi kuat dan tidak mudah patah.
• Resin: Berupa cairan kental seperti lem, berwarna hitam atau bening. Berfungsi sebagai pelarut dan matriks yang mengikat serat kaca. Terdapat berbagai tipe resin dengan karakteristik dan harga yang bervariasi.
• Katalis: Cairan jernih berbau menyengat yang berfungsi mempercepat proses pengerasan resin. Jumlah penggunaan katalis bergantung pada jenis dan usia resin.
• Pigmen: Zat pewarna yang di tambahkan saat pencampuran bahan fiberglass untuk memberikan warna sesuai keinginan.
• Mat: Anyaman serat kaca mirip kain dengan berbagai model (halus hingga kasar). Berfungsi sebagai penguat dan pelapis adonan dasar fiberglass.
• Talk: Bubuk putih seperti sagu yang berfungsi sebagai campuran adonan fiberglass agar keras namun tetap memiliki kelenturan.

Bahan Finishing:

• Aseton: Cairan bening yang berfungsi untuk mengencerkan resin yang terlalu kental.
• Cobalt: Cairan kimia berwarna kebiru-biruan yang berfungsi sebagai aktivator katalis, terutama jika kualitas katalis kurang baik. Penggunaannya opsional.
• PVA (Polyvinyl Alcohol): Cairan kimia berwarna biru menyerupai spiritus yang di gunakan sebagai lapisan pemisah antara master cetakan dengan bahan fiberglass agar tidak saling menempel.
• Mirror: Berupa pasta dengan berbagai warna, berfungsi serupa dengan PVA yaitu memberikan efek licin pada cetakan agar fiberglass mudah di lepas. Cairan pembersih lantai juga dapat di gunakan sebagai alternatif.
• Dempul: Di gunakan setelah proses pencetakan dan pengamplasan untuk meratakan permukaan fiberglass yang tidak rata dan berpori, sehingga siap untuk proses pengecatan.

Peralatan dalam Pembuatan Fiberglass

Selain bahan-bahan di atas, pembuatan fiberglass juga memerlukan beberapa peralatan pendukung, antara lain:

• Wadah untuk mencampur resin dan membersihkan alat.
• Pengaduk untuk resin dan pengambil pigmen.
• Kuas untuk meratakan resin pada permukaan yang di lapisi fiberglass.
• Masker untuk melindungi pernapasan dari zat kimia berbahaya, bau menyengat, serta serbuk dan serat halus.
• Kain lap untuk membersihkan kotoran atau ceceran resin.
• Alat tambahan lain seperti gergaji, gunting, dan gerinda mungkin di perlukan tergantung jenis pekerjaan.

Proses Pembuatan Fiberglass

Secara garis besar, proses pembuatan fiberglass dapat di bagi menjadi tiga tahapan utama:

Baca juga: Proses Pembuatan Fiberglass

(a) Pembuatan Master Cetakan:

Tahap awal ini krusial karena akan menentukan bentuk akhir produk fiberglass. Terdapat dua pilihan material untuk membuat master cetakan: gips dan fiberglass. Master cetakan dari gips lebih mudah di kerjakan dan pelepasan fiberglass hasil lebih mudah, bahkan bisa dengan merusak cetakannya. Namun, kekurangannya adalah konstruksinya rapuh dan hanya bisa di gunakan sekali.

Master cetakan dari fiberglass memang lebih mahal dan proses pembuatannya serta pelepasan fiberglass hasil lebih sulit. Namun, kelebihannya adalah konstruksinya yang lebih kuat dan dapat di gunakan berulang kali. Oleh karena itu, banyak pembuat fiberglass lebih memilih menggunakan bahan fiberglass juga untuk master cetakannya.

Proses pembuatan master cetakan dari fiberglass secara ringkas meliputi:

1. Membuat Mal Cetakan: Membuat model awal (mal) sesuai dengan bentuk yang di inginkan, bisa menggunakan karton atau memanfaatkan bentuk asli komponen yang sudah tidak terpakai.
2. Melapisi Mal dengan Bahan Pemisah: Mengaplikasikan PVA atau mirror (atau cairan pembersih lantai sebagai alternatif) pada permukaan mal.
3. Membuat Adonan Fiberglass: Mencampurkan talk, resin, dan katalis hingga merata.
4. Mengaplikasikan Adonan pada Mal: Mengulaskan adonan fiberglass secara merata pada bagian luar mal dan menunggu hingga kering.
5. Memasang Mat: Menempatkan lembaran mat di atas lapisan adonan yang sudah mengering.
6. Melapisi Kembali dengan Adonan: Mengulaskan kembali adonan fiberglass di atas lapisan mat dan menunggu hingga kering.
7. Melepas Master Cetakan: Setelah lapisan fiberglass mengering, master cetakan dapat di lepas dari mal. Untuk kekuatan yang optimal, ketebalan master cetakan sebaiknya sekitar 2-3 mm atau di lakukan 3-4 kali pelapisan.

(b) Pembuatan Fiberglass Hasil:

Setelah master cetakan selesai di buat, langkah selanjutnya adalah membuat produk fiberglass yang di inginkan:

1. Menyiapkan Master Cetakan: Memastikan master cetakan dalam kondisi bersih.
2. Membuat Adonan Fiberglass: Mencampurkan resin, talk, katalis, erosil, dan pigmen sesuai dengan perbandingan yang tepat. Penambahan aseton dapat di lakukan jika adonan terlalu kental.
3. Melapisi Cetakan dengan Bahan Pemisah: Mengoleskan mirror pada bagian dalam master cetakan secara merata, lalu di lanjutkan dengan PVA setelah lapisan mirror kering. Cairan pembersih lantai dapat di gunakan sebagai pengganti jika kedua bahan tersebut tidak tersedia.
4. Mengaplikasikan Adonan pada Cetakan: Mengoleskan adonan dasar secara merata pada permukaan dalam cetakan dan menunggu hingga setengah kering.
5. Melapisi dengan Mat: Menempatkan lembaran mat di atas lapisan adonan sesuai dengan kebutuhan dan ukuran cetakan.
6. Melapisi Kembali dengan Adonan: Mengulaskan kembali adonan dasar di atas lapisan mat sambil di tekan untuk menghindari gelembung udara yang dapat menyebabkan keropos. Jumlah pelapisan di sesuaikan dengan kekuatan yang di inginkan.
7. Penambahan Tulangan (Opsional): Untuk bagian yang lebar, dapat di tambahkan tulangan besi atau tripleks untuk mencegah kebengkokan.
8. Melepas Fiberglass Hasil: Melepas produk fiberglass dari master cetakan setelah lapisan adonan benar-benar kering dan mengeras untuk menghindari penyusutan.

(c) Finishing atau Penyempurnaan:

Tahap terakhir adalah penyempurnaan produk fiberglass:

1. Merapikan Bentuk: Memotong bagian-bagian yang tidak rapi menggunakan gergaji, gunting, atau gerinda.
2. Pengamplasan: Menghaluskan permukaan fiberglass.
3. Pendempulan: Mengisi pori-pori dan meratakan permukaan yang tidak rata.
4. Pengecatan: Memberikan warna sesuai dengan yang d iinginkan.

Perbaikan Bodi Fiberglass

Salah satu keunggulan panel bodi kendaraan yang terbuat dari fiberglass adalah kemudahan dalam perbaikan jika terjadi kerusakan. Material ini di kenal sangat kuat, tahan api, tahan korosi, dan tahan air. Kerusakan akibat benturan biasanya bersifat lokal dan tidak merembet seperti pada panel logam.

Proses perbaikan bodi fiberglass yang rusak relatif sederhana:

1. Memotong Bagian yang Rusak: Menggunakan gergaji, gunting, atau gerinda untuk membuang bagian fiberglass yang rusak.
2. Membangun Fiberglass Baru: Membuat adonan fiberglass baru dan menuangkannya pada bagian yang telah di potong. Untuk kekuatan yang lebih baik, jumlah lapisan mat dapat di perbanyak. Proses perbaikan ini tidak memerlukan cetakan.

Keselamatan Kerja

Dalam bekerja dengan bahan-bahan kimia pembuatan fiberglass, penting untuk selalu mengutamakan keselamatan kerja. Penggunaan masker sangat di anjurkan untuk menghindari terhirupnya uap kimia berbahaya, bau menyengat, serta serbuk dan serat halus fiberglass. Selain itu, pastikan area kerja memiliki ventilasi yang baik. Penggunaan sarung tangan dan pakaian pelindung juga dapat membantu mencegah kontak langsung dengan bahan-bahan kimia yang dapat menyebabkan iritasi kulit.

Kesimpulan

Demikianlah artikel pengetahuan mengenai fiberglass dan pemanfaatannya dalam industri otomotif. Semoga artikel ini memberikan wawasan yang komprehensif mengenai material komposit unggulan ini.