Kaki palsu merupakan alat bantu yang membantu penyandang disabilitas daksa menjalankan aktivitas sehari-hari dengan lebih mandiri. Namun, biaya material dan proses pembuatan kaki palsu masih menjadi salah satu kendala. Karena itu, penggunaan aluminium dari piston bekas menjadi salah satu alternatif yang menarik untuk diteliti.
Penelitian oleh Muh Arizal As Ari, Luthfy Ardiansyah, Vinsensius Hotmanogu Tua Gorat, dan Ibnu Rosyid Al Hassany dari Politeknik Manufaktur Ceper menganalisis kekuatan mekanik aluminium piston bekas sebagai material komponen kaki palsu. Penelitian ini diterbitkan dalam Perwira Jurnal Sains & Teknik, Vol. 3 No. 2 Tahun 2023, halaman 18–21.
Latar Belakang Penggunaan Aluminium untuk Kaki Palsu
Kaki palsu bawah lutut atau below-knee prosthesis memiliki beberapa komponen yang membutuhkan material dengan kekuatan mekanik yang baik, seperti pyramid adapter dan pylon.
Pada saat penelitian dilakukan, sebagian produk kaki palsu di Indonesia masih menggunakan stainless steel. Material tersebut memiliki kekuatan, keuletan, kemampuan dibentuk, dan ketahanan terhadap korosi yang baik. Namun, biaya material dan proses manufakturnya relatif tinggi.
Sebagai alternatif, aluminium dapat dipertimbangkan karena memiliki bobot yang lebih ringan dan tahan terhadap korosi. Selain itu, aluminium juga dapat memiliki kekuatan mekanik yang baik apabila komposisinya dikendalikan dengan tepat.
Oleh karena itu, penelitian ini mencoba memanfaatkan piston bekas kendaraan besar seperti bus dan truk sebagai sumber aluminium. Selain berpotensi mengurangi biaya bahan baku, pemanfaatan tersebut juga dapat menjadi salah satu cara untuk menggunakan kembali limbah aluminium.
Tujuan Penelitian
Penelitian ini bertujuan mengetahui apakah aluminium piston bekas hasil peleburan ulang dapat digunakan sebagai material komponen kaki palsu.
Untuk mengetahuinya, peneliti menganalisis beberapa karakteristik material, yaitu:
- Kekuatan tarik.
- Kekuatan luluh.
- Elongasi.
- Komposisi kimia aluminium hasil peleburan.
Hasil pengujian kemudian dibandingkan dengan tegangan maksimum pada komponen kaki palsu. Nilai tegangan maksimum yang digunakan sebagai acuan adalah 153 N/mm².
Proses Peleburan Aluminium Piston Bekas
Bahan penelitian berasal dari piston bekas kendaraan besar, seperti bus dan truk. Aluminium tersebut kemudian dilebur menggunakan krusibel grafit dan tungku berbahan bakar gas.
Selanjutnya, aluminium cair dituangkan ke dalam cetakan pasir menggunakan metode closed mold casting. Cetakan tersebut menggunakan campuran pasir silika, bentonite, dan air.
Setelah proses pengecoran selesai, material diproses menggunakan mesin pemesinan untuk membentuk spesimen sesuai standar pengujian tarik ASTM E8/E8M-13a.
Kemudian, tiga spesimen digunakan untuk pengujian tarik. Selain itu, komposisi kimia aluminium hasil peleburan juga dianalisis untuk mengetahui kandungan berbagai unsur di dalam material.
Hasil Pengujian Kekuatan Mekanik
Hasil pengujian terhadap tiga spesimen menunjukkan adanya perbedaan nilai kekuatan mekanik. Secara rata-rata, diperoleh hasil sebagai berikut:
| Parameter | Hasil Rata-rata |
|---|---|
| Kekuatan tarik | 121,51 N/mm² |
| Kekuatan luluh | 51,78 N/mm² |
| Elongasi | 2,12% |
Nilai tersebut kemudian dibandingkan dengan tegangan maksimum 153 N/mm² yang digunakan sebagai acuan kelayakan material.
Hasilnya menunjukkan bahwa kekuatan luluh aluminium piston bekas jauh lebih rendah daripada tegangan maksimum yang harus ditahan komponen kaki palsu.
Dengan demikian, material hasil peleburan belum memenuhi kriteria kekuatan yang diperlukan untuk digunakan sebagai komponen kaki palsu dalam kondisi penelitian tersebut.
Pengaruh Kandungan Fe dan Si
Salah satu faktor yang diduga memengaruhi rendahnya kekuatan mekanik adalah kandungan besi (Fe) dalam aluminium hasil peleburan.
Hasil analisis menunjukkan kandungan Fe sekitar 0,851%. Berdasarkan penelitian terdahulu yang dikutip dalam artikel, kandungan Fe yang terlalu tinggi dapat memengaruhi kekuatan tarik dan kekuatan luluh pada paduan aluminium tertentu.
Selain itu, kandungan silikon (Si) juga cukup tinggi, yaitu sekitar 12,39%. Komposisi silikon perlu diperhatikan karena peningkatan kandungannya pada paduan aluminium dapat berpengaruh terhadap nilai elongasi.
Secara ringkas, beberapa komposisi utama aluminium hasil peleburan adalah:
- Aluminium (Al): 83,38%
- Silikon (Si): 12,39%
- Besi (Fe): 0,851%
- Tembaga (Cu): 1,097%
- Magnesium (Mg): 1,000%
- Nikel (Ni): 1,047%
Aluminium Piston Bekas Belum Layak Digunakan
Berdasarkan hasil penelitian, terdapat beberapa alasan mengapa aluminium piston bekas hasil peleburan belum layak digunakan sebagai material komponen kaki palsu.
Pertama, kekuatan luluh rata-rata hanya mencapai 51,78 N/mm², sedangkan tegangan maksimum yang menjadi acuan mencapai 153 N/mm².
Kedua, nilai elongasi hanya sebesar 2,12%. Nilai tersebut berada di bawah 5%, sehingga material hasil peleburan dikategorikan memiliki sifat relatif getas.
Ketiga, kandungan Fe yang cukup tinggi diduga turut memengaruhi rendahnya sifat mekanik aluminium hasil peleburan.
Selain itu, piston bekas dapat memiliki komposisi material yang berbeda-beda. Akibatnya, hasil peleburan ulang belum tentu memiliki karakteristik mekanik yang sama pada setiap proses.
Potensi Pengembangan Aluminium Bekas
Meskipun belum memenuhi persyaratan sebagai material komponen kaki palsu, aluminium piston bekas masih memiliki potensi untuk dikembangkan.
Pemanfaatan limbah aluminium dapat membantu mengurangi penggunaan bahan baku baru. Selain itu, penggunaan material bekas juga berpotensi menekan biaya bahan jika proses pengolahan dapat dilakukan dengan tepat.
Namun, material tersebut perlu melalui pengembangan lebih lanjut. Modifikasi komposisi, pengendalian proses peleburan, dan perlakuan material dapat menjadi beberapa pendekatan untuk meningkatkan sifat mekaniknya.
Dengan demikian, aluminium piston bekas belum dapat langsung digunakan sebagai komponen kaki palsu, tetapi masih dapat menjadi bahan penelitian untuk mendapatkan material prostetik yang lebih ekonomis.
=====
Amanahkan kebutuhan Kaki Palsu / Kaki Tiruan / Prostesis Bapak Ibu pada Profesional Ortotis Prostetis yang Memiliki Surat Ijin Praktik (SIPOP) maupun Surat Ijin Kerja (SIKOP).
Sesuai dengan PERMENKES NO 22 TAHUN 2013.
Dengan memiliki SIPOP atau SIKOP, berarti Profesional tersebut benar benar berkompeten dan berwenang karena :
1. Telah menempuh pendidikan formal Ortotik Prostetik D3 maupun Sarjana Terapan.
2. Lolos Uji Kompetensi.
3. Terdaftar secara resmi sebagai Tenaga Kesehatan Republik Indonesia dibuktikan dengan kepemilikan STR.
4. Memiliki tempat praktik maupun tempat kerja untuk melayani Bapak Ibu secara Profesional
Kami siap melayani secara Profesional.
SIPOP : 010/SIPOP/33.11/XI/2017
Konsultasi gratis : 081327721518