Pembuatan Implan Femoral Head of Knee Joint Prosthetic dengan Menggunakan Metode Bending dan Analisis Nilai Kekerasan Mikro

JACKSON SILALAHI SD, Dr. Suyitno, S.T., M.Sc.

2014 | Skripsi | TEKNIK MESIN

Bending merupakan salah satu proses cold forming yang dilakukan dengan cara merubah sumbu kelengkungan suatu material. Bending mampu melengkungkan sebuah material yang lurus (batang, pipa, lembaran) begitu juga sebaliknya. Tujuan penelitian ini adalah untuk membuat implan femoral head knee joint prosthetic beserta langkah-langkah proses manufaktur-nya dan memperoleh hasil analisis kekerasan mikro dari implan femoral head of knee joint prosthetic. Pembuatan implan femoral head of knee joint prosthetic menggunakan proses cold working berupa metode bending. Metode bending termasuk dalam kategori proses forming yang merupakan metode paling sederhana yang dapat digunakan untuk membuat knee joint prosthetic. Metode bending ini dapat dikombinasikan dengan metode machining untuk membentuk dan memperhalus kontur akhir. Dengan menggunakan metode bending, waktu dan biaya manufaktur dapat ditekan sampai minimal, sehingga pembuatan implan dapat dilakukan dengan waktu yang singkat dan biaya yang ekonomis. Selain itu metode bending juga meningkatkan properti internal dari material implan seperti: kekuatan, ketangguhan dan ketahanan fatik. Hal ini akan meningkatkan kualitas implan dari segi kekuatan, ketangguhan dan ketahanan fatik. Langkah-langkah yang dilakukan dalam proses manufaktur implan femoral head of knee joint prosthetic berupa desain, persiapan alat dan bahan, pemotongan pelat baja tahan karat, machining, proses bending dan finishing. Material yang digunakan untuk membuat implan adalah baja tahan karat tipe AISI 316L. Tahapan utama dalam pembuatan implan femoral head of knee joint prosthetic adalah proses bending. Proses bending dilakukan untuk membentuk spesimen sesuai cetakan yang disesuaikan dengan anatomi sendi lutut manusia. Uji kekerasan mikro yang dilakukan pada spesimen implan femoral head of knee joint prosthetic menghasilkan nilai kekerasan tertinggi sebesar 270,85 kg/mm2 yang terdapat pada daerah pengambilan data spesimen implan femoral head of knee joint prosthetic yang telah mengalami proses bending dengan jarak 10 ���¼m dari permukaan spesimen, sedangkan nilai kekerasan mikro terendah sebesar 148,32 kg/mm2 pada daerah pengujian raw material atau spesimen implan sebelum proses bending dengan jarak 900 ���µm dari permukaan spesimen. Terdapat perbedaan kekerasan mikro pada spesimen setelah proses bending yang cukup besar dibandingkan kekerasan mikro pada spesimen sebelum proses bending. Hal ini menjelaskan bahwa terjadi peningkatan kekerasan mikro pada spesimen atau material implan yang signifikan akibat proses bending.

Bending is a cold forming process that change the curvature axis of a material. Bending can arch an straight material (like rods, pipes, sheets) and vise versa. The purpose of this research are to make the femoral head of knee joint prosthetic implants, get steps of its manufacturing process and to analyze the micro hardness of femoral head of knee joint prosthetic implant using micro hardness test. Manufacturing of femoral head of knee joint prosthetic implant use cold working process such as bending method. Bending can be categorized as a forming process. Forming process is the simplest method to manufacturing the femoral head of knee joint prosthetic implants. Bending can be combining with the machining process to get the best of surface roughness of the femoral head of knee joint prosthetic implants. By do the bending, manufacturing time and cost can be reduced to a minimum, so that it can make in low cost and time of manufacture. Beside that, bending can improve the internal properties of a material such as: streght, toughness and fatigue. That ca be improve the quality of the femoral head of knee joint prosthetic implants. Steps of manufacturing the femoral head of knee joint prosthetic implants can be done by designing, preparation of equipment and materials, machining process, bending process and the finishing process. The material of manufacturing the femoral head of knee joint prosthetic implants is stainless steel type AISI 316L. The main stage of manufacturing the femoral head of knee joint prosthetic implants is the bending process. Bending is use to make the specimen contour form follow the mold contour that adjusted to the anatomy of the human knee. Micro hardness testing at the femoral head of knee joint prosthetic implants produces the highest value as 270,85 kg/mm2 and the lowest value is 148.32 kg/mm2. There are the wide range of the micro hardness value between specimen before do the bending (raw material implant) and specimen after done by the bending. Its shows that bending can improve the value of micro hardness significantly to the specimen of the femoral head of knee joint prosthetic implants.

Kata Kunci : femoral head of knee joint prosthetic, stainless steel 316L, metode bending, kekerasan mikro.