Kaki palsu menjadi salah satu solusi bagi individu yang mengalami kehilangan anggota gerak bawah. Namun, desain kaki palsu yang berkualitas masih menghadapi beberapa tantangan, seperti biaya produksi yang tinggi, penggunaan material, serta kebutuhan desain yang kuat dan ringan.
Penelitian oleh Dhananjaya Yama Hudha Kumarajati dari Program Studi Teknik Biomedis, Universitas PGRI Yogyakarta, mengembangkan desain kaki palsu low cost menggunakan metode Finite Element Analysis (FEA). Penelitian tersebut diterbitkan dalam Jurnal Dinamika Informatika, Volume 12 Nomor 2, Oktober 2023, halaman 54–61.
Tujuan Pengembangan Desain Kaki Palsu
Penelitian ini bertujuan menghasilkan desain kaki palsu yang kuat, ringan, dan terjangkau. Karena itu, desain dibuat dengan penggunaan material yang efisien tanpa mengurangi kemampuan struktur dalam menahan beban.
Selain itu, penelitian memanfaatkan teknologi 3D printing untuk mendukung proses produksi. Teknologi ini memungkinkan desain digital dibuat menjadi produk fisik dengan proses yang relatif praktis dan fleksibel.
Dengan pendekatan tersebut, pengembangan kaki palsu diharapkan dapat menjadi lebih ekonomis dan mudah disesuaikan.
Metode Penelitian Desain Kaki Palsu
Penelitian diawali dengan studi literatur mengenai teknologi kaki palsu dan penerapan Finite Element Analysis. Selanjutnya, desain kaki palsu dibuat menggunakan Fusion 360.
Ukuran desain disesuaikan dengan data antropometri orang Indonesia berusia 20–25 tahun. Material yang digunakan adalah PLA (Polylactic Acid), yaitu salah satu material yang umum digunakan dalam proses 3D printing.
Setelah desain selesai, dilakukan simulasi FEA dengan memberikan beban sebesar 1000 N secara uniaxial. Posisi pembebanan disesuaikan dengan kondisi midstance pada siklus berjalan manusia.
Beberapa parameter yang dianalisis meliputi:
- Tegangan von Mises, untuk mengetahui tegangan yang terjadi pada struktur.
- Displacement, untuk mengetahui perubahan atau perpindahan bentuk.
- Strain, untuk mengetahui regangan pada material.
- Safety factor, untuk mengetahui tingkat keamanan desain terhadap beban yang diberikan.
Hasil Analisis FEA pada Kaki Palsu
Hasil simulasi menunjukkan bahwa desain kaki palsu mampu menahan beban sebesar 1000 N. Nilai safety factor minimum yang diperoleh mencapai 3,64.
Sementara itu, tegangan von Mises maksimum yang diperoleh adalah sekitar 5,492 MPa. Nilai tersebut masih berada di bawah yield strength material PLA yang digunakan, yaitu sekitar 20 MPa.
Selain tegangan, simulasi menunjukkan perpindahan maksimum sekitar 0,238 mm. Artinya, perubahan bentuk pada desain masih relatif kecil ketika struktur menerima beban yang diberikan dalam simulasi.
Penelitian juga membandingkan beban simulasi dengan berat rata-rata pria berusia 20–25 tahun. Berat rata-rata yang digunakan sekitar 73 kg, atau setara dengan gaya sekitar 715,4 N. Dengan demikian, beban simulasi sebesar 1000 N lebih tinggi daripada beban tersebut.
Konsep Desain Kaki Palsu Low Cost
Konsep utama penelitian ini adalah menghasilkan kaki palsu low cost dengan tetap memperhatikan kekuatan struktur. Oleh karena itu, desain dibuat agar dapat diproduksi menggunakan teknologi 3D printing dan menggunakan material secara efisien.
Peneliti juga melakukan beberapa kali iterasi desain. Setiap perubahan dilakukan untuk mendapatkan bentuk yang mampu memenuhi target kekuatan dan keamanan.
Target desain ditetapkan memiliki safety factor lebih dari 2. Hasil simulasi kemudian menunjukkan nilai minimum sebesar 3,64, sehingga desain memenuhi target yang ditentukan dalam penelitian.
Pendekatan ini menunjukkan bahwa teknologi desain digital dan simulasi komputer dapat membantu proses pengembangan kaki palsu yang lebih ekonomis. Selain itu, penggunaan 3D printing memberikan fleksibilitas dalam membuat produk berdasarkan desain digital yang telah dikembangkan.
Keunggulan Penggunaan FEA dan 3D Printing
Penggunaan FEA memberikan kesempatan untuk menguji kemampuan struktur secara virtual sebelum desain diproduksi. Dengan demikian, potensi masalah pada desain dapat diketahui lebih awal.
Sementara itu, teknologi 3D printing dapat membantu proses produksi karena model digital dapat langsung dijadikan acuan pembuatan produk.
Beberapa manfaat pendekatan ini antara lain:
- Mengurangi penggunaan material.
- Membantu menekan biaya produksi.
- Mempermudah proses perubahan desain.
- Memungkinkan pengujian struktur secara virtual.
- Membantu memperkirakan kemampuan desain dalam menerima beban.
- Mendukung pengembangan kaki palsu yang lebih ringan dan 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