Teknologi CAD/CAM untuk cetakan telapak kaki palsu dapat membantu meningkatkan efisiensi, ketepatan, dan konsistensi dalam proses pembuatan prostesis. Dengan memanfaatkan 3D scanning, CAD, CAM, dan CNC, bentuk telapak kaki dapat dirancang secara digital, disimulasikan, kemudian dipersiapkan untuk proses manufaktur.
Penelitian oleh Achmad Budi Ramadhan dari Program Studi S1 Teknik Mesin, Universitas Tidar, membahas perancangan dan simulasi pembuatan cetakan permanen telapak kaki palsu menggunakan teknologi Computer-Aided Design (CAD) dan Computer-Aided Manufacturing (CAM). Penelitian tersebut diterbitkan dalam ELEMEN Jurnal Teknik Mesin, Vol. 12 No. 2, Desember 2025, halaman 120–126.
Latar Belakang Cetakan Telapak Kaki Palsu
Kaki palsu merupakan alat bantu yang dapat membantu penyandang disabilitas daksa meningkatkan mobilitas dan menjalankan aktivitas sehari-hari. Salah satu bagian penting dalam prostesis adalah telapak kaki palsu karena berperan dalam mendukung fungsi berjalan.
Namun, proses pembuatan telapak kaki palsu masih banyak menggunakan metode konvensional. Cara tersebut dapat membutuhkan waktu lebih lama dan berpotensi menghasilkan bentuk yang kurang konsisten.
Oleh karena itu, perkembangan teknologi manufaktur memberikan alternatif melalui penggunaan 3D scanning, CAD, CAM, dan mesin CNC. Teknologi tersebut memungkinkan bentuk telapak kaki dibuat secara digital sebelum diproduksi secara fisik.
Dengan pendekatan tersebut, penelitian ini berfokus pada pembuatan cetakan permanen telapak kaki palsu yang dapat digunakan untuk menghasilkan produk dengan bentuk dan ukuran yang lebih konsisten.
Tujuan Perancangan Cetakan Telapak Kaki Palsu
Penelitian ini memiliki beberapa tujuan utama, yaitu:
- Merancang cetakan permanen telapak kaki palsu menggunakan CAD.
- Menggunakan hasil 3D scanning sebagai dasar desain.
- Membuat program CNC berdasarkan desain cetakan.
- Melakukan simulasi proses manufaktur menggunakan CAM.
- Mengurangi kemungkinan kesalahan dan kecelakaan kerja.
- Mendukung proses produksi telapak kaki palsu yang lebih cepat dan konsisten.
Dengan demikian, teknologi digital tidak hanya digunakan untuk membuat desain, tetapi juga membantu mempersiapkan proses manufaktur sebelum diterapkan pada mesin CNC.
Teknologi yang Digunakan
Beberapa teknologi digunakan secara berurutan dalam proses perancangan cetakan telapak kaki palsu. Setiap teknologi memiliki fungsi yang berbeda, tetapi saling berkaitan dalam menghasilkan desain hingga persiapan manufaktur.
3D Scanning untuk Membuat Bentuk Telapak Kaki
3D scanning digunakan untuk memperoleh bentuk permukaan telapak kaki manusia secara digital. Teknologi ini dapat merekam bentuk objek secara lebih detail sehingga desain telapak kaki palsu dapat dibuat lebih realistis.
Hasil pemindaian kemudian digunakan sebagai dasar untuk membuat model digital sebelum masuk ke tahap perancangan cetakan.
CAD untuk Merancang Cetakan
Computer-Aided Design (CAD) digunakan untuk mengembangkan desain cetakan permanen berdasarkan model telapak kaki.
Pada penelitian ini, desain cetakan dibuat dengan memberikan selisih sekitar ±20 mm pada setiap sisi dari bentuk telapak kaki. Ruang tersebut digunakan sebagai bagian dari rancangan cetakan.
CAM untuk Menentukan Proses Pemesinan
Setelah desain selesai, Computer-Aided Manufacturing (CAM) digunakan untuk menentukan proses pemesinan.
CAM membantu membuat toolpath, yaitu jalur pergerakan pahat terhadap benda kerja. Selain itu, CAM dapat menghasilkan program numerik yang digunakan untuk mengendalikan mesin CNC.
CNC untuk Proses Manufaktur
Computer Numerical Control (CNC) merupakan mesin yang dikendalikan oleh komputer berdasarkan program yang telah dibuat.
Dalam penelitian ini, CNC direncanakan untuk digunakan dalam proses pembuatan cetakan permanen telapak kaki palsu berdasarkan desain dan program yang telah disiapkan.
Tahapan Perancangan Cetakan Telapak Kaki Palsu
Proses penelitian dilakukan melalui beberapa tahapan, mulai dari studi literatur hingga simulasi manufaktur. Setiap tahap dilakukan untuk memastikan rancangan dapat dipersiapkan dengan lebih baik sebelum proses produksi.
Studi Literatur
Tahap awal dilakukan dengan mempelajari bentuk dan ukuran kaki manusia normal. Salah satu acuan yang diperhatikan adalah mondopoint, yaitu sistem pengukuran ukuran kaki berdasarkan panjang dan lebarnya.
Data tersebut kemudian digunakan untuk membantu menghasilkan desain telapak kaki palsu yang lebih sesuai dengan bentuk kaki manusia.
Pembuatan Desain Telapak Kaki
Desain awal diperoleh melalui proses 3D scanning pada telapak kaki manusia normal.
Selanjutnya, model tersebut dikembangkan menjadi desain digital. Telapak kaki kemudian dibagi menjadi dua bagian utama:
- Bagian atas.
- Bagian bawah.
Pembagian tersebut diperlukan agar model dapat digunakan sebagai dasar pembuatan cetakan permanen.
Perancangan Cetakan Permanen
Setelah desain telapak kaki diperoleh, model digunakan untuk membuat rancangan cetakan permanen.
Cetakan dibagi menjadi beberapa bagian agar proses manufaktur lebih mudah dilakukan. Komponen cetakan terdiri dari:
- Cetakan atas kiri.
- Cetakan bawah kiri.
- Cetakan atas kanan.
- Cetakan bawah kanan.
Dengan menggunakan cetakan permanen, proses produksi dapat dilakukan secara lebih konsisten dibandingkan pembuatan setiap produk secara manual.
Pembuatan Program CNC
Setelah desain cetakan selesai, tahap berikutnya adalah membuat program CNC menggunakan model cetakan sebagai dasar.
Penentuan Raw Material
Ukuran raw material ditentukan berdasarkan ukuran desain cetakan. Penentuan material awal menjadi dasar sebelum proses pemesinan dilakukan.
Penentuan Titik Nol WCS
Work Coordinate System (WCS) digunakan untuk menentukan titik awal koordinat pada material.
Titik nol tersebut menjadi referensi bagi mesin CNC dalam menentukan posisi dan arah pergerakan pahat selama proses pemesinan.
Penentuan Toolpath
Toolpath merupakan jalur pergerakan pahat ketika melakukan pemakanan material.
Dalam penelitian ini digunakan dua jenis proses pemakanan, yaitu:
Pemakanan kasar: menggunakan 3D Adaptive dengan ketebalan pemakanan 3 mm dan perpindahan pemakanan 5 mm.
Pemakanan akhir: menggunakan 3D Parallel dengan ketebalan pemakanan 1 mm dan perpindahan pemakanan 2 mm.
Pembagian proses tersebut membantu menghasilkan bentuk cetakan secara bertahap. Pada tahap awal, material dalam jumlah besar dihilangkan. Selanjutnya, proses akhir dilakukan untuk menghasilkan permukaan yang lebih sesuai dengan desain.
Pemilihan Pahat CNC
Jenis pahat disesuaikan dengan tahapan pemesinan.
Untuk pemakanan kasar digunakan flat mill berukuran 10 mm. Pahat ini digunakan untuk menghilangkan material dalam jumlah lebih besar pada tahap awal.
Sementara itu, pemakanan akhir menggunakan ball mill berukuran 8 mm. Bentuk ball mill memungkinkan pahat menjangkau bagian model yang memiliki radius atau permukaan lebih kompleks.
Simulasi CAM untuk Mengurangi Kesalahan
Sebelum program CNC diterapkan pada mesin, dilakukan simulasi menggunakan software CAM.
Simulasi bertujuan memastikan jalur pergerakan pahat telah sesuai dengan desain dan tidak menimbulkan benturan selama proses pemesinan. Dengan demikian, potensi masalah dapat diketahui sebelum proses produksi dilakukan.
Beberapa parameter yang perlu diperhatikan meliputi:
- Kecepatan putaran spindle.
- Kecepatan pemakanan.
- Ketebalan pemakanan.
- Jenis dan ukuran pahat.
- Posisi titik nol material.
- Jalur pergerakan toolpath.
Jika terdapat potensi benturan antara pahat dan benda kerja, masalah tersebut dapat diketahui melalui simulasi. Oleh sebab itu, program dapat diperbaiki terlebih dahulu sebelum digunakan pada mesin CNC.
Hasil Simulasi Pembuatan Cetakan
Hasil simulasi menunjukkan bahwa toolpath dapat mengikuti jalur pemakanan yang telah dirancang. Selain itu, tidak ditemukan benturan pada simulasi yang dilakukan.
Hasil tersebut menunjukkan bahwa program CNC yang dirancang dapat dipersiapkan untuk proses manufaktur dengan risiko kesalahan yang lebih rendah.
Selain itu, simulasi dapat memberikan perkiraan waktu pengerjaan berdasarkan parameter pemesinan yang telah ditentukan. Oleh karena itu, proses simulasi menjadi salah satu tahap penting sebelum program diterapkan secara langsung pada mesin.
Manfaat CAD/CAM dalam Pembuatan Kaki Palsu
Penerapan CAD/CAM untuk cetakan telapak kaki palsu memberikan beberapa manfaat penting dalam proses perancangan dan manufaktur.
Meningkatkan Konsistensi Produk
Cetakan permanen memungkinkan bentuk dan ukuran telapak kaki palsu dibuat secara lebih seragam. Dengan begitu, hasil produksi dapat memiliki bentuk yang lebih konsisten.
Mempercepat Produksi
Setelah desain dan program CNC tersedia, proses pembuatan cetakan dapat dilakukan melalui tahapan manufaktur yang lebih terstruktur. Hal ini berpotensi menghemat waktu dibandingkan proses yang sepenuhnya dilakukan secara manual.
Mengurangi Kesalahan
Simulasi CAM memungkinkan jalur pergerakan pahat diperiksa terlebih dahulu sebelum digunakan pada mesin. Dengan demikian, kesalahan pada program dapat diketahui lebih awal.
Mengurangi Pemborosan Material
Perencanaan proses pemesinan secara digital membantu mengatur proses pemakanan material dengan lebih terkontrol. Cara ini dapat membantu mengurangi material yang terbuang selama proses produksi.
Meningkatkan Keselamatan Kerja
Potensi benturan antara pahat dan benda kerja dapat diketahui melalui simulasi. Oleh karena itu, risiko kesalahan selama proses CNC dapat dikurangi sebelum pemesinan dilakukan secara langsung.
Potensi Produksi Massal Telapak Kaki Palsu
Salah satu potensi penting dari penggunaan cetakan permanen adalah kemampuannya untuk mendukung produksi telapak kaki palsu dalam jumlah lebih besar.
Dengan menggunakan satu desain dasar, cetakan dapat digunakan untuk menghasilkan produk dengan bentuk yang lebih konsisten. Selain itu, teknologi CAD memungkinkan desain dikembangkan untuk menghasilkan berbagai ukuran.
Dengan demikian, pendekatan ini berpotensi membantu memenuhi kebutuhan telapak kaki palsu dengan waktu produksi yang lebih efisien dibandingkan metode konvensional.
=====
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