FRP melibatkan dua proses berbeda, yang pertama adalah proses dimana bahan berserat diproduksi dan dibentuk, yang kedua adalah proses dimana bahan berserat terikat dengan matriks selama pencetakan.
Polimer yang diperkuat serat gelas dua dimensi dicirikan oleh struktur laminasi di mana serat-serat hanya selaras di sepanjang bidang dalam arah x, dan arah material y.
Ini berarti bahwa tidak ada serat yang disejajarkan dalam ketebalan melalui atau arah z, kurangnya penyelarasan dalam ketebalan melalui ini dapat membuat kerugian dalam biaya dan pemrosesan.
Biaya dan tenaga kerja meningkat karena teknik pemrosesan konvensional yang digunakan untuk membuat komposit, seperti wet hand lay-up, autoclave, dan pencetakan transfer resin, membutuhkan tenaga kerja terampil dalam jumlah besar untuk memotong, menumpuk, dan menggabungkannya menjadi komponen yang telah dibentuk sebelumnya.
Yang diperkuat fiberglass adalah material dengan struktur serat tiga dimensi yang menggabungkan serat dalam arah x, arah y dan z. Pengembangan orientasi tiga dimensi muncul dari kebutuhan industri untuk mengurangi biaya fabrikasi, untuk meningkatkan sifat mekanik melalui ketebalan, dan untuk meningkatkan toleransi dampak kerusakan; semua adalah masalah yang terkait dengan polimer dua dimensi yang diperkuat serat.
Pembuatan preforms serat
Preforms serat adalah bagaimana serat diproduksi sebelum diikat ke matriks. Preforms serat sering dibuat dalam lembaran, keset kontinu, atau sebagai filamen kontinyu untuk aplikasi semprotan. Empat cara utama untuk memproduksi serat preform adalah melalui teknik pemrosesan tekstil yaitu menenun, merajut, mengepang dan menjahit.
Tenun dapat dilakukan dengan cara konvensional untuk menghasilkan serat dua dimensi dan juga tenun multilayer yang dapat menghasilkan serat tiga dimensi. Namun, tenun multilayer membutuhkan banyak lapisan benang lusi untuk membuat serat dalam arah-z, menciptakan beberapa kelemahan dalam pembuatan, yaitu waktu untuk mengatur semua benang lungsin pada alat tenun.
Oleh karena itu, sebagian besar tenun multilayer saat ini digunakan untuk menghasilkan produk dengan lebar yang relatif sempit, atau produk bernilai tinggi di mana biaya produksi awal dapat diterima. Salah satu masalah utama yang dihadapi penggunaan kain tenun multilayer adalah kesulitan dalam memproduksi kain yang mengandung serat berorientasi selain sudut kanan satu sama lain.
Cara utama kedua pembuatan serat preform adalah mengepang
Mengepang cocok untuk pembuatan kain lebar datar atau tubular yang sempit dan tidak mampu menenun dalam produksi volume besar kain lebar. Mengepang dilakukan di atas mandrels yang bervariasi dalam bentuk atau dimensi cross-sectional sepanjang panjangnya.
Mengepang terbatas pada benda-benda tentang ukuran bata. Tidak seperti tenun standar, mengepang dapat menghasilkan kain yang mengandung serat pada sudut 45 derajat satu sama lain. Mengepang serat tiga dimensi dapat dilakukan menggunakan Mengepang Interlock empat-langkah, dua-langkah atau Multilayer. Jalinan empat langkah atau baris dan kolom menggunakan alas datar yang berisi baris dan kolom pembawa benang yang membentuk bentuk preform yang diinginkan.
Pembawa tambahan ditambahkan ke bagian luar susunan, lokasi dan jumlah yang tepat tergantung pada bentuk dan struktur bentuk awal yang dibutuhkan. Ada empat urutan gerakan baris dan kolom yang terpisah, yang bertindak untuk menyambungkan benang dan menghasilkan preform yang dikepang.
Benang secara mekanis
dipaksa ke dalam struktur di antara setiap langkah untuk mengkonsolidasikan struktur, karena buluh digunakan dalam menenun. Mengepang dua langkah tidak seperti proses empat langkah karena proses dua langkah mencakup sejumlah besar benang yang dipasang pada arah aksial dan jumlah yang lebih sedikit dari benang jalinan. Proses ini terdiri dari dua langkah di mana pembawa pengepang bergerak sepenuhnya melalui struktur antara pembawa aksial.
Urutan gerakan yang relatif sederhana ini mampu membentuk bentuk awal pada dasarnya bentuk apa pun, termasuk bentuk melingkar dan berongga. Berbeda dengan proses empat langkah, proses dua langkah tidak memerlukan pemadatan mekanis : gerakan yang terlibat dalam proses ini memungkinkan kepang ditarik dengan ketat oleh keketatan benang.
Jenis terakhir dari jalinan
adalah jalinan multi-layer interlocking yang terdiri dari sejumlah braiders melingkar standar yang bergabung bersama untuk membentuk bingkai jalinan silindris. Rangka ini memiliki sejumlah jalur jalinan paralel di sekitar keliling silinder, tetapi mekanismenya memungkinkan transfer pembawa benang antara trek yang berdekatan membentuk kain jalinan multilayer dengan benang yang saling terkait dengan lapisan yang berdekatan.
Jalinan interlock multilayer
Berbeda dari kepang empat langkah dan dua langkah dalam hal benang yang saling terkait terutama dalam bidang struktur dan dengan demikian tidak secara signifikan mengurangi sifat-sifat dalam bidang dari bentuk sebelumnya. Proses empat langkah dan dua langkah menghasilkan tingkat interlinking yang lebih besar ketika benang pengepang bergerak melalui ketebalan preform, tetapi oleh karena itu berkontribusi lebih sedikit pada kinerja in-plane preform.
Kelemahan dari peralatan interlock multilayer adalah karena gerakan sinusoidal konvensional dari pembawa benang untuk membentuk preform, peralatan tidak dapat memiliki kepadatan pembawa benang yang dimungkinkan dengan mesin dua langkah dan empat langkah.
Praforma serat rajut
Dapat dilakukan dengan metode tradisional Warp dan [Weft] Knitting, dan kain yang diproduksi sering dianggap oleh banyak orang sebagai kain dua dimensi, tetapi mesin dengan dua atau lebih tempat tidur jarum mampu menghasilkan kain multilayer dengan benang yang melintasi antar lapisan.
Perkembangan dalam kontrol elektronik untuk pemilihan jarum dan transfer loop rajutan, dan dalam mekanisme canggih yang memungkinkan area spesifik dari kain ditahan dan gerakannya dikontrol, telah memungkinkan kain untuk dibentuk menjadi bentuk bentuk tiga dimensi yang diperlukan dengan minimum pemborosan material.
Jahitan bisa dibilang paling sederhana dari empat teknik pembuatan tekstil utama dan satu yang dapat dilakukan dengan investasi terkecil dalam mesin khusus. Pada dasarnya jahitan terdiri dari memasukkan jarum, membawa benang jahit, melalui tumpukan lapisan kain untuk membentuk struktur 3D.
Keuntungan dari menjahit adalah memungkinkan untuk menjahit baik kain kering maupun kain prepreg, meskipun kelengketan prepreg membuat prosesnya sulit dan umumnya menciptakan lebih banyak kerusakan di dalam bahan prepreg daripada pada kain kering. Jahitan juga menggunakan kain dua dimensi standar yang biasanya digunakan dalam industri komposit, sehingga ada rasa keakraban dengan sistem material.
Penggunaan kain standar juga memungkinkan tingkat fleksibilitas yang lebih besar dalam susunan kain komponen dibandingkan dengan proses tekstil lainnya, yang memiliki batasan orientasi serat yang dapat diproduksi.