Mechanical Surface Finishing pada Permukaan Femoral Lutut Artifisial Berbahan Baku Stainless Steel 316L Menggunakan Metode Drag Finishing

ILHAM PERDANA SAYUTI, Dr. SUYITNO, S.T., M.Sc.

2019 | Tesis | MAGISTER TEKNIK MESIN

Sendi lutut artifisial sebagai salah satu prostesis yang ditempatkan di dalam tubuh memerlukan tingkat kekasaran permukaan tertentu untuk meminimalisasi terjadinya keausan antar komponennya. Salah satu upaya untuk menurunkan tingkat kekasaran permukaan pada material dapat ditempuh dengan menggunakan metode drag finishing. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui pengaruh kecepatan putar spindle dan durasi pada proses drag finishing terhadap tingkat kekasaran permukaan spesimen uji. Perlakuan drag finishing dilakukan pada 3 tahap dengan jenis media abrasif: keramik, akrilik, dan serbuk kayu. Perlakuan drag finishing dilakukan pada spesimen uji berbentuk silinder berukuran panjang 35 mm dengan diameter 10mm. Spesimen uji dibuat dari material AISI 316 L yang menjadi salah satu material pembuatan sendi lutut artifisial. Setelah diketahui parameter drag finishing yang menghasilkan kekasaran terendah pada masing-masing tahap, dilanjutkan dengan proses drag finishing pada komponen femoral lutut artifisial. Kekasaran awal Ra spesimen uji tahap 1 (media keramik) adalah 0,73 μm. Kekasaran awal Ra spesimen uji tahap 2 (media akrilik) adalah 0,65 μm. Kekasaran awal spesimen uji tahap 3 (media serbuk kayu) adalah 0,47 μm. Hasil drag finishing menunjukkan bahwa kecepatan putar spindle dan durasi finishing yang menghasilkan kekasaran terendah dengan media abrasif keramik adalah 80 rpm selama 20 menit dengan kekasaran permukaan Ra sebesar 0,52 μm. Proses drag finishing dengan media abrasif akrilik menghasilkan parameter kecepatan putar spindle dan durasi finishing yang menghasilkan kekasaran permukaan terendah untuk proses drag finishing sebesar 160 rpm selama 15 menit dengan kekasaran permukaan Ra sebesar 0,47 μm. Sedangkan perlakuan drag finishing dengan media abrasif serbuk kayu menghasilkan parameter kecepatan putar spindle dan durasi finishing yang menghasilkan kekasaran permukaan terendah untuk proses drag finishing sebesar 160 rpm selama 150 menit dengan kekasaran permukaan Ra sebesar 0,40 μm.

Articial knee joint is a prosthesis placed inside human body which need a proper surface roughness level to minimize wear due to frictions. One of the best method to reduce material surface roughness level is using drag finishing method. This study aims to determine the effects of spindle rotational speed and finishing duration on drag finishing in terms of surface roughness level of specimens. Drag finishing process was carried out in 3 stages with different abrasive media: ceramic, acrylic, and sawdust. The study was conducted on stainless steel AISI 316 L specimens which is the material for making femoral component of artificial knee joint. Geometry of specimens were conditioned as small cylinder with length of 35 mm and diameter of 10 mm. The best parameter obtained from each stage will be used as parameter on drag finishing of femoral component. The initial roughness Ra for specimen stage I (ceramic) was 0,73 μm, while the initial roughness Ra for stage II (acrylic) and III (sawdust) were 0,65 μm and 0,47 μm. Drag finishing result showed that the best parameter for stage I is spindle speed of 80 rpm and duration of 20 minutes which reduced the roughness Ra to 0,52 μm. The best parameter for stage II are 160 rpm and 15 minutes which produced a roughness level Ra of 0,47 μm. And the last stage best parameter are 160 rpm and 150 minutes which resulted the surface roughness Ra of 0,40 μm.

Kata Kunci : sendi lutut artifisial, drag finishing, kekasaran permukaan