Penjelasan Pengujian Kompresi:Definisi, Tujuan, Aplikasi &Metodologi

Pengujian kompresi adalah pengujian mekanis yang banyak digunakan yang memberikan wawasan berharga mengenai perilaku material saat terkena beban tekan. Pengujian ini penting dalam memilih material yang tepat untuk berbagai aplikasi di industri seperti dirgantara, otomotif, dan konstruksi. Artikel ini akan mempelajari definisi, tujuan, aplikasi, dan cara kerja pengujian kompresi, serta langkah-langkah dalam melakukan pengujian kompresi.

Apa Itu Tes Kompresi?

Uji kompresi adalah pengujian mekanis yang digunakan untuk mengetahui perilaku material saat terkena beban tekan. Data yang dikumpulkan dari uji kompresi memberikan wawasan bermanfaat tentang sifat mekanik berbagai material, yang sangat berharga dalam memilih material yang tepat untuk berbagai aplikasi, terutama di industri konstruksi dan teknik.

Bagaimana Cara Kerja Pengujian Kompresi?

Dalam uji kompresi, sampel material ditempatkan di antara dua pelat atau rahang mesin uji. Hal ini dapat dilakukan dalam bentuk mesin pengujian universal, dengan sel beban yang mengukur gaya yang diterapkan. Gaya tekan diterapkan pada sampel hingga mencapai deformasi tertentu atau hingga patah. Perangkat tambahan seperti deflektometer atau ekstensometer, dapat digunakan untuk mengukur defleksi atau regangan tekan sampel.

Ilustrasi pengujian set kompresi.

Apa Tujuan Pengujian Kompresi?

Tujuan pengujian kompresi adalah untuk memastikan perilaku atau respons material terhadap beban tekan dengan mengukur parameter utama seperti regangan, tegangan, dan deformasi. Pengujian kompresi memungkinkan penentuan kekuatan tekan suatu material, kapasitas menahan beban maksimum, kekuatan luluh, modulus elastisitas, dan batas elastis di antara sifat-sifat lainnya. 

Setelah berbagai faktor dan nilai yang terkait dengan material tertentu dipahami, maka dimungkinkan untuk menilai apakah material tersebut cocok untuk aplikasi tertentu atau apakah material tersebut akan gagal pada tekanan yang diberikan.

Kapan Uji Kompresi Digunakan?

Tes kompresi digunakan untuk menunjukkan bagaimana suatu material akan merespons kompresi. Mereka dapat digunakan untuk menilai perilaku aliran plastis suatu material dan batas patah ulet. Mereka juga menentukan bagaimana suatu material merespons beban penghancuran. Uji tekan sangat penting untuk menilai karakteristik patahan elastis dan tekan dari bahan yang getas atau memiliki keuletan rendah.

Modulus elastisitas, titik leleh tekan, batas proporsional, kuat tekan, dan kuat tekan maksimum semuanya dapat ditentukan dengan eksperimen tekan. Karakteristik ini memainkan peran penting dalam menentukan apakah suatu material cocok untuk aplikasi tertentu atau akan gagal pada tekanan tertentu.

Di Mana Uji Kompresi Diterapkan?

Ada beberapa industri yang menggunakan uji kompresi. Beberapa industri utama tercantum di bawah ini:

1. Industri Dirgantara dan Otomotif

Tes kompresi adalah bagian penting dari industri dirgantara dan otomotif. Mereka digunakan untuk mengukur kekuatan tekan bahan yang digunakan pada komponen mesin, komponen struktural, dan bagian penting lainnya. Misalnya, dalam industri dirgantara, uji kompresi digunakan untuk menguji kekuatan bahan yang digunakan dalam pembuatan sayap pesawat, badan pesawat, dan suku cadang mesin. Dalam industri otomotif, uji kompresi digunakan untuk menguji kekuatan material yang digunakan dalam pembuatan blok mesin, poros engkol, pegas, dan komponen lainnya.

2. Industri Konstruksi

Dalam industri konstruksi, uji tekan digunakan untuk mengetahui kuat tekan beton, semen, dan bahan bangunan lainnya. Pengujian ini sangat penting untuk memastikan bahwa bahan bangunan memenuhi standar kekuatan yang disyaratkan dan dapat menahan beban dan tekanan struktur. Pengujian kompresi juga digunakan untuk mengukur kinerja tekan panel atap, papan insulasi, dan bahan lembaran untuk bangunan serta untuk melakukan pengujian lekukan pada eternit, saluran pipa, dan beton bertulang.

3. Industri Kosmetik

Uji kompresi adalah bagian penting dalam industri kosmetik, dan digunakan dengan cara berikut:

• Semprotan dan pompa penyalur diuji kekuatan aktuatornya.
• Uji kekuatan mematahkan lipstik, lip balm, dan eyeliner.
• Kekuatan eye shadow dan bedak menjadi padat saat dipadatkan.
• Mengukur kekuatan yang diperlukan untuk mendistribusikan krim dan losion dari botol dan sachet.

4. Industri Listrik dan Elektronik

Dalam industri kelistrikan dan elektronik, uji kompresi digunakan untuk menguji kuat tekan isolator, konektor, layar LCD, keypad, dan komponen lainnya. Pengujian ini sangat penting untuk memastikan bahwa komponen dapat menahan tekanan dan berat komponen serta perangkat lain tanpa rusak atau rusak seiring waktu.

5. Industri Alat Kesehatan

Industri medis adalah industri lain yang memiliki banyak kegunaan untuk pengujian kompresi. Beberapa di antaranya antara lain:

• Uji tikungan tiga titik untuk jarum.
• Uji gaya aktuator inhaler dosis terukur dan injektor pena.
• Pengujian ketajaman pisau bedah dan jarum, penyisipan, dan kekuatan penetrasi.
• Aktuasi pendorong jarum suntik dan evaluasi gaya "perjalanan".

6. Industri Pengemasan

Dalam industri pengemasan, uji tekan digunakan untuk menguji kuat tekan karton, kertas karton, dan bahan kemasan lainnya. Pengujian ini sangat penting untuk memastikan kemasan dapat menahan berat dan tekanan produk di dalamnya tanpa pecah atau sobek.

7. Industri Kertas dan Papan

Uji tekan dilakukan di industri kertas dan papan untuk menguji kuat tekan karton.

8. Industri Plastik, Karet, dan Elastomer

Pengujian kompresi pada industri karet, plastik, dan elastomer terutama mencakup identifikasi karakteristik tekan polimer di bawah beban.

9. Industri Keselamatan, Kesehatan, Kebugaran, dan Kenyamanan

Beberapa penerapan pengujian kompresi dalam industri keselamatan, kesehatan, kebugaran, dan rekreasi meliputi:

• Menguji efektivitas bola tenis, golf, dan kriket.
• Uji kompresi harness pengaman kursi mobil.

Bagaimana Cara Melakukan Tes Kompresi?

Pengujian kompresi bekerja dengan memberikan suatu gaya tekan pada suatu material hingga mencapai deformasi atau patahan tertentu. Prosesnya biasanya melibatkan langkah-langkah berikut:

• Persiapan Sampel:Sampel bahan yang akan diuji dipilih dan disiapkan sesuai dengan standar pengujian. Sampel dapat berbentuk silinder atau kubus, bergantung pada persyaratan pengujian.
• Pemasangan Sampel:Sampel dipasang di antara dua pelat atau rahang mesin pengujian. Mesin dapat menggunakan gaya hidrolik, pneumatik, atau mekanis untuk memberikan beban pada sampel.
• Penerapan Gaya:Gaya tekan diterapkan pada sampel dengan laju konstan hingga mencapai deformasi atau patahan tertentu. Selama pengujian, gaya yang diterapkan dan deformasi yang dihasilkan diukur dan dicatat.
• Analisis Hasil:Data yang dikumpulkan selama pengujian digunakan untuk menghitung berbagai sifat material, termasuk kuat tekan, modulus elastisitas, dan karakteristik deformasi.

Ilustrasi uji tegangan tekan.

Apa Itu Alat Uji Kompresi?

Perangkat pengujian dengan kompatibilitas universal digunakan untuk pengujian kompresi. Dengan kapasitas gaya mulai dari 0,02 N hingga 2.000 kN, perangkat ini biasanya ditawarkan dalam berbagai ukuran. Mesin pengujian universal harus dilengkapi dengan ekstensometer, pelat khusus aplikasi, dan perangkat lunak pengujian. Sebuah mesin dapat disetel untuk menguji material apa pun dalam rentang gayanya hanya dengan mengubah perlengkapannya, bergantung pada jenis material yang diuji.

Dalam uji kompresi, sampel material diapit di antara dua pelat atau rahang mesin uji kompresi dan dikompresi hingga deformasi yang telah ditentukan atau hingga retak.

Apa Hasil Pengujian Kompresi Umum

Hasil pengujian kompresi akan bervariasi dari satu material ke material lainnya, dan juga tergantung pada sifat yang diinginkan oleh pengguna yang diuji.

Apa saja Jenis Pengujian Kompresi?

Berbagai jenis pengujian kompresi tercantum dan dibahas di bawah ini:

1. Uji Kompresi Uniaksial

Pengujian kompresi uniaksial adalah jenis pengujian kompresi yang paling umum dan mendasar. Ini melibatkan penerapan beban tekan pada benda uji dalam satu sumbu, biasanya antara dua pelat datar dalam mesin uji universal. Pengujian ini digunakan untuk mengevaluasi kuat tekan, modulus elastisitas, titik leleh, dan perilaku deformasi berbagai macam material.

Pengujian uniaksial sangat cocok untuk material seperti logam, plastik, keramik, beton, dan komposit. Benda uji biasanya berbentuk silinder atau kubus, dan pengujian dilakukan pada laju deformasi yang terkendali hingga terjadi kegagalan atau regangan tertentu.

2. Pengujian Musim Semi

Pengujian pegas adalah metode pengujian pegas kompresi untuk mengukur karakteristik kinerjanya. Sebuah pegas ditempatkan pada mesin uji kompresi dan dikompresi hingga semua kumparan bersentuhan, dan mesin kemudian menentukan karakteristik berikut:

• Tinggi Padat:Ketinggian pegas saat dikompresi penuh.
• Beban Maksimum:Jumlah gaya yang diperlukan untuk menekan pegas sepenuhnya.
• Panjang Bebas:Panjang pegas tanpa beban.
• Kecepatan Pegas:Jumlah gaya yang diperlukan untuk menekan pegas pada jarak tertentu.

3. Muatan atas/Hancur

Pengujian beban atas dilakukan dengan menerapkan gaya ke bawah pada spesimen untuk mengukur ketahanan spesimen terhadap penghancuran. Hal ini dapat dilakukan pada semua jenis spesimen tetapi umumnya digunakan dalam industri pengemasan untuk menguji ketahanan terhadap benturan pada wadah seperti botol plastik, karton, dan toples.

Apa Standar Pengujian Kompresinya?

Ada banyak standar industri untuk uji kompresi, yang dikelola oleh berbagai organisasi, seperti:

Logam

ASTM E9-89a – Metode Uji Standar Pengujian Kompresi Bahan Logam pada Suhu Kamar

Meliputi peralatan, spesimen, dan prosedur pengujian kompresi beban aksial bahan logam pada suhu kamar. 

Plastik

ISO 844:2021 – Plastik Seluler Kaku — Penentuan Sifat Kompresi

Menentukan metode untuk menentukan kuat tekan, tegangan pada deformasi relatif 10%, dan modulus tekan plastik seluler kaku. 

ISO 15527:2007 – Plastik — Lembaran Polietilen Cetakan Kompresi (PE-UHMW, PE-HD) — Persyaratan dan Metode Pengujian

Menentukan persyaratan dan metode pengujian untuk lembaran polietilen cetakan kompresi datar padat tanpa bahan pengisi atau bahan penguat. 

ASTM D6713-01 – Spesifikasi Standar untuk Bentuk Cetakan Ekstrusi dan Kompresi yang Terbuat dari Poli(Vinylidene Fluoride) (PVDF)

Meliputi persyaratan dan metode pengujian untuk bentuk cetakan ekstrusi dan kompresi yang terbuat dari PVDF. 

Karet dan Elastomer

ISO 7743:2008 – Karet, Vulkanisasi atau Termoplastik — Penentuan Sifat Tegangan-Regangan Kompresi

Menentukan metode untuk menentukan sifat tegangan-regangan kompresi karet vulkanisasi atau termoplastik menggunakan benda uji standar. 

ASTM D575 – Metode Uji Standar untuk Sifat Karet dalam Kompresi

Menentukan karakteristik kompresi-defleksi kompon karet. 

admet.com

ASTM C864-05 – Spesifikasi Standar untuk Gasket Segel Kompresi Elastomer Padat, Blok Pengaturan, dan Spacer

Meliputi gasket dan aksesori kompresi elastomer padat yang telah dibentuk sebelumnya untuk digunakan dalam aplikasi penyegelan dan kaca. 

Kertas dan Papan

ISO 9895:1989 – Kertas dan Papan — Kekuatan Tekan — Uji Rentang Pendek

Menentukan metode untuk menentukan kuat tekan pada mesin dan arah silang kertas dan papan menggunakan penguji kompresi bentang pendek. 

Bahan Bangunan

BS EN 12365-2:2003 – Perangkat Keras Bangunan — Gasket dan Pelat Cuaca untuk Pintu, Jendela, Jendela, dan Dinding Tirai — Bagian 2:Metode Uji Gaya Kompresi Linier

Menentukan metode pengujian untuk menentukan gaya kompresi linier pada gasket dan pelapis cuaca yang digunakan pada perangkat keras bangunan.

Apa Manfaat Tes Kompresi?

Ada banyak manfaat pengujian kompresi, termasuk:

• Umumnya hemat biaya jika dibandingkan dengan jenis pengujian lainnya.
• Dapat dilakukan pada berbagai macam bahan.
• Ini adalah teknik mapan yang dapat memberikan hasil yang dapat diandalkan bila dilakukan dengan benar.

Apa Keterbatasan Uji Kompresi?

Ada beberapa batasan dalam pengujian kompresi, antara lain:

• Hanya memberikan informasi tentang kekuatan tekan material, dan sifat terkait, seperti modulus elastisitas dan titik leleh.
• Ini bisa memakan waktu.
• Spesimen pengujian harus disiapkan dengan cara yang sangat spesifik, yang dapat memakan biaya mahal dan mempengaruhi keakuratan hasil.
• Keakuratan hasil dapat dipengaruhi oleh faktor lingkungan, seperti suhu, serta kesalahan operator, seperti kesalahan memuat spesimen.

Apakah Uji Kompresi Akurat?

Ya, pengujian kompresi bisa sangat akurat, selama mesin dan prosedur pengujian berkualitas tinggi digunakan. Ada berbagai faktor yang dapat menurunkan keakuratan pengujian, seperti pengaturan pengujian yang tidak konsisten, kualitas mesin yang rendah, atau kalibrasi mesin yang tidak tepat. Dengan memitigasi faktor-faktor ini, akurasi yang sangat tinggi dapat dicapai dengan pengujian kompresi.

Apa Perbedaan Antara Pengujian Ketegangan dan Pengujian Kompresi?

Perbedaan antara pengujian tarik dan pengujian kompresi adalah bahwa dengan pengujian tarik, diterapkan tegangan tarik, atau gaya tarik. Sebaliknya, pada pengujian kompresi, diterapkan tegangan tekan, atau gaya dorong.

Ringkasan

Artikel ini menyajikan tes kompresi, menjelaskan apa itu tes kompresi, dan membahas tujuan serta jenisnya. Untuk mempelajari lebih lanjut tentang pengujian kompresi, hubungi perwakilan Xometry.

Xometry menyediakan berbagai kemampuan manufaktur, termasuk pencetakan 3D dan layanan bernilai tambah lainnya untuk semua kebutuhan pembuatan prototipe dan produksi Anda. Kunjungi situs web kami untuk mempelajari lebih lanjut atau meminta penawaran gratis tanpa kewajiban.

Penafian

Konten yang muncul di halaman web ini hanya untuk tujuan informasi. Xometry tidak membuat pernyataan atau jaminan apa pun, baik tersurat maupun tersirat, mengenai keakuratan, kelengkapan, atau validitas informasi. Parameter kinerja apa pun, toleransi geometrik, fitur desain spesifik, kualitas dan jenis bahan, atau proses tidak boleh dianggap mewakili apa yang akan dikirimkan oleh pemasok atau produsen pihak ketiga melalui jaringan Xometry. Pembeli yang mencari penawaran suku cadang bertanggung jawab untuk menentukan persyaratan khusus untuk suku cadang tersebut. Silakan lihat syarat dan ketentuan kami untuk informasi lebih lanjut.

Dekan McClements

Dean McClements adalah lulusan B.Eng Honors di bidang Teknik Mesin dengan pengalaman lebih dari dua dekade di industri manufaktur. Perjalanan profesionalnya mencakup peran penting di perusahaan terkemuka seperti Caterpillar, Autodesk, Collins Aerospace, dan Hyster-Yale, tempat ia mengembangkan pemahaman mendalam tentang proses teknik dan inovasi.

Baca lebih banyak artikel oleh Dean McClements