PERANCANGAN DAN SIMULASI PEMBENTUKAN HIP JOINT PROSTHETIC

ANDIKA NUGRAHA, Dr. Suyitno S.T., M.Sc.

2013 | Skripsi | TEKNIK MESIN

Sendi pinggul atau (hip joint) merupakan salah satu sendi terbesar dalam tubuh yang mendukung sekitar 3/8 dari total berat badan. Persendian ini rentan mengalami kerusakan akibat terjadinya kecelakaan, keausan, robeknya kartilago, osteoarthritis, infeksi, dan degenerasi tulang.Agar dapat berfungsi sebagai mana mestinya harus dilakukan prosedur penggantian sendi pinggul dengan sendi pinggul tiruan (hip joint prosthetic).Tujuan dari penelitian ini adalah merancang hip joint prosthetic dan mendapatkan hasil analisa distribusi tegangan yang terjadi pada hip joint prosthetic yang telah diberi variasi pembebanan, mendapatkan pola cetakan yang sesuai desain hip joint prosthetic dengan metode cold forming, dan merancang proses manufaktur yang efisien dari segi harga dan memiliki kualitas yang baik dengan metode cold forming. Hip joint prosthetic dirancang melalui simulasi pembebanan dengan lima variasi kegiatan yaitu berdiri satu kaki, naik tangga, berjalan, berlari dan tersandung. Pada proses simulasi hip joint prosthetic dimasukkan kedalam tulang femur yang telah diberi lubang dan dilapisi semen. Bahan yang digunakan pada hip joint prosthetic adalah material yang termasuk dalam biomaterial, yaitu stainless steel 316L. Simulasi cold formingyang dilakukan untuk menentukan pola cetakan yang baik, yang bertujuan untuk mempermudah proses manufaktur. Dari proses cold forming tersebut, dapat meningkatkan kekuatan dan kekerasan material yang digunakan. Pada proses simulasi tegangan terhadap hip joint prosthetic, didapatkan hasil yaitu femoral stem ukuran 8 memiliki tegangan maksimal ketika diberi variable pembebanan pada saat tersandung sebesar 996,2 MPa. Sedangkan femoral stem ukuran 6 yang diberikan pembebanan yang sama dengan femoral stem ukuran 8 sebesar 964,7 MP. Dalam proses simulasi cold forming yang dilakukan, mendapatkan tegangan sebesar 1796,6 MPa. Tegangan besar ini terjadi akibat adanya deformasi plastis terhadap spesimen yang disimulasikan.

Hip joint is one of the largest joint in the body that supports about 3/8 of the total body weight. These joints are susceptible to damage due to accidents; wear, tearing of cartilage, osteoarthritis, infection, and bone degeneration. To function as it should have done hip joint replacement procedures with hip joint prosthetic.The purpose of this research is to design and get stress analysis of hip jointprosthetic that has given load variation, get pattern corresponding mold designfor manufactur proses of hip joint prosthetic with cold forming method, and designing manufacturing processes are efficient in terms of price and have good quality with cold forming method Hip joint prosthetic is designed through simulating loading with five variations of the activities, the activities such as standing leg, climbing stairs, walking, running, and stumbling. In the simulation hip joint prosthetic incorporated into the femur bone that has a hole and covered with cement. Materials used in the prosthetic hip joint is the material which is included in biomaterials, namely stainless steel 316L. Cold forming simulation conducted to determine the pattern of a good mold, which aims to simplify the manufacturing process. Cold forming process, it can increase the strength and hardness of the material used. In the simulation process the maximum stress of the hip joint prosthetic are shown, the femoral stem size 8 has a maximum stress when given a variable load during stumbling is 996.2 MPa and femoral stem size 6 given the same loading with femoral stem size 8 get maximum stress 964.7 MPa. In cold forming process simulation get result maximum stress is 1796.6 MPa. This occurs due to large stress because plastic deformation of the specimen when simulated.

Kata Kunci : Simulasi, cold forming, tegangan, deformasi, hip joint prosthetic, stainless steel 316L, femoral stem, Simulation, cold forming, stress, deformation, hip joint prosthetic, stainless steel 316L, femoral stem