Komposit berpenguat serat (FRC) terdiri dari dua atau lebih komponen: matriks dan penguat. Matriks biasanya polimer, logam, atau keramik yang mengikat penguat dan melindunginya dari kerusakan lingkungan. Penguat biasanya berupa serat — karbon, kaca, atau aramid — yang memberi komposit kekuatan dan kekakuannya.
Manufaktur FRC terbagi menjadi empat langkah utama: persiapan serat, persiapan matriks, impregnasi serat, dan konsolidasi komposit.
Persiapan serat
Langkah ini melibatkan pemilihan jenis, bentuk, dan orientasi serat yang digunakan dalam komposit. Jenis serat membentuk sifat mekanis dan termal komposit — kekuatan tarik, modulus, koefisien muai termal. Bentuk serat dapat kontinu atau diskontinu, tergantung bentuk dan ukuran komposit yang diinginkan. Orientasi serat dapat searah, dua arah, atau multiarah, tergantung kondisi pembebanan dan persyaratan desain.
Persiapan matriks
Langkah ini melibatkan pemilihan jenis dan bentuk matriks yang digunakan dalam komposit. Jenis matriks memengaruhi sifat kimia dan fisik — ketahanan korosi, massa jenis, titik leleh. Bentuk matriks dapat cair atau padat, tergantung metode pemrosesan dan kondisi curing. Matriks cair biasanya polimer termoset yang memerlukan panas atau agen kimia untuk mengeras; matriks padat biasanya polimer termoplastik atau logam yang memerlukan panas dan tekanan untuk melebur dan mengalir.
Impregnasi serat
Langkah ini menggabungkan serat dan matriks menjadi preform atau prepreg. Preform adalah produk setengah jadi yang berbentuk dan berdimensi seperti komposit akhir tetapi belum dikeraskan atau dikonsolidasi. Prepreg adalah serat pra-impregnasi yang sebagian dikeraskan atau distabilkan dan dapat disimpan untuk digunakan nanti. Metode mengimpregnasi serat dengan matriks meliputi hand lay-up, spray lay-up, filament winding, pultrusi, resin transfer molding, vacuum infusion, autoclave molding, compression molding, injection molding, dan stamp forming.
Konsolidasi komposit
Langkah akhir ini memberikan panas dan tekanan pada preform atau prepreg, mengeraskan dan mengikat serat serta matriks menjadi komposit padat. Curing melibatkan reaksi kimia yang mengikat silang molekul matriks menjadi jaringan kaku; pengikatan melibatkan interaksi fisik yang merekatkan serat dan matriks. Proses konsolidasi ini membentuk kualitas dan kinerja komposit — kandungan rongga, distribusi resin, fraksi volume serat, kekuatan antarmuka, dan tegangan sisa.