PENGARUH KEKASARAN PERMUKAAN STAINLESS STEEL AISI 316L DAN VARIASI BEBAN TERHADAP SIFAT KEAUSAN ULTRA HIGH MOLECULAR WEIGHT POLYETHYLENE (UHMWPE)

IMAN SAEFULOH, Ir. Rini Dharmastiti, M.Sc., Ph.D.

2014 | Tesis | S2 Teknik Mesin

Stainless Steel AISI 316L dan UHMWPE (Ultra High Molecular Weight Polyethyene) adalah salah satu pasangan material yang digunakan untuk komponen sendi lutut buatan, Stainless Steel AISI 316L pengganti komponen femoral dan UHMWPE pengganti komponen tibial, dikarenakan kedua material tersebut kompatibilitas dengan jaringan tubuh manusia. Keausan menjadi perhatian dalam penelitian ini karena dapat menghasilkan wear debris yang dapat memberikan dampak negative terhadap kesehatan sendi lutut bagi pemakainya. Faktor-faktor yang mempengaruhi keausan adalah kecepatan, beban (tekanan), kekasaran permukaan dan kekerasan bahan. Diantara keempat faktor penyebab munculnya wear debris yang menjadi perhatian dan diteliti adalah kekasaran permukaan stainless steel AISI 316L dan pembebanan yang terjadi selama sendi lutut melakukan aktifitas, Tujuan dari penelitian adalah untuk mengetahui seberapa besar pengaruh kekasaran permukaan stainless steel AISI 316L dan variasi beban terhadap sifat keausan UHMWPE. Pengujian keausan menggunakan pin on plate unidirectional reciprocating movement, dan test menggunakan bovine serum sebagai campuran pelumas dengan kadar bovine serum 25% dicampur dengan air destilasi 75%. Pin UHMWPE dan plat stainless steel AISI 316L dengan kekasaran permukaan 0.02, 0.04, 0.06 dan 0.08μm dibebani 180 dan 462 N dengan kecepatan gesek konstan adalah 150 mm/dtk pada jarak tempuh 35 km. Pengaruh kekasaran permukaan dan beban terhadap sifat keausan UHMWPE dinyatakan dengan melihat faktor keausan yaitu volume yang hilang dibandingkan dengan jarak tempuh dikalikan dengan beban. Hasil penelitian menunjukan bahwa semakin besar nilai kekasaran permukaan maka faktor keausan semakin meningkat, peningkatan faktor keausan antara 1,4 sampai 1,8 kali. Sedangkan faktor keausan menurun jika beban dinaikan, faktor keausan pembebanan 180N lebih besar jika dibandingkan dengan faktor keausan pada pembebanan 462 N, penurunan faktor keausan antara 1,4 sampai 1,6 kali

Stainless steel AISI 316L and UHMWPE (Ultra High Molecular Weight Polyethyene) is one of the pair of materials used for the components of the artificial knee joint, where the Stainless Steel 316L replacement femoral component and UHMWPE replacement tibial component, because both materials compatibility with human tissue. Factors that affect the wear are speed, load (pressure), surface roughness and hardness.. The aim of the study is to determine the effect of stainless steel AISI 316L surface roughness and load on the wear properties of UHMWPE. The material used in this study were UHMWPE as a pin and stainless steel AISI 316L as plat. This study used unidirectional reciprocating pin on plate movement to measure the wear factor of UHMWPE. This wear testing was conducted using bovine serum 25 and 75% distilled water as a lubrication. The variation of stainless steel AISI 316L plate surface roughness were 0.02; 0.04; 0.06 and 0.08 μm, the variation of load were 180 and 462 N. The wear test were conducted 150 mm/sec and 35km. The wear factor were calculated by wear volume divided by load and distance. The results showed that increasing the surface roughness resulted in increasing wear factor, the wear factor was increased 1.4 to 1.8 times. On the other hand, The wear factor at load resulted in decreasing wear factor 180 N was higher than the wear factor at 462 N. It was decreased 1.4 to 1.6 times.

Kata Kunci : faktor keausan, UHMWPE, kekasaran permukaan, pembebanan, stainless steel AISI 316L