BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Kegagalan pada material logam implant bisa terjadi dengan beberapa mekanisme, diantaranya kegagalan karena korosi, mekanikal, fatigue, korosi jaringan, over loading, patah, dan lain lain. Contoh kegagalan pada material implant karena korosi umum pada plat penyambung tulang seperti yang ditunjukkan Gambar 1.1a, plat dimasukan kedalam tubuh 46 tahun yang lalu dan tetap dalam tubuh selama 26 tahun. Sebagian besar plat hancur dan sebagian lainnya terdiri dari produk korosi. Gambar 1.1b, menunjukkan lubang korosi yang luas pada bagian metallography plat. Plat dibuat dari baja AISI 304 yang menunjukkan perubahan struktur dan karbida. Sekrup yang dibuat dari baja austenite AISI 304 dan menunjukan korosi dipermukaan yang minim. Produk korosi plat menyebar ke jaringan disekitarnya, seperti yang ditunjukkan Gambar 1.1c. Gambar 1.1 (a) Plat Penyambung Tulang, (b) Korosi pada plat (c) Penyebaran Produk Korosi ke Jaringan disekitarnya 1
2 Contoh lain adalah korosi intercrystalline pada kawat Cerclage dari stainless steel. Kawat digunakan dengan dua sekrup untuk fiksasi ketegangan pita (Gambar 1.2). Kawat Cerclage ditemukan rusak dibeberapa titik dan berkarat setelah sembilan bulan diambil (Gambar 1.3a). Analisa metallography menunjukan bahwa kawat terbuat dari AISI 304 seperti yang terlihat dalam analisis energy - dispersive x-ray (Gambar 1.3b). sekrup yang utuh terbuat dari AISI 316L. Struktur mikro kawat menunjukkan adanya tanda tanda sensitisasi, dengan pengendapan karbida chromium dibatas butir (Gambar 1.3c). Tipikal korosi intercrystalline dengan bintik bintik grain (Gambar 1.3d) Gambar 1.2 Kawat Cerclage
3 Gambar 1.3(a) Kawat Cerclage Patah, (b) Hasil Uji XRD (c) Endapan Karbida Chromium di Grain Boundary (d) Intercrystalline Corrosion dengan lubang di permukaan butir Contoh lain adalah retak fatigue pada plat penyambung tulang stainless steel dan sekrup yang rusak. Sebuah plat tulang yang tipis digunakan untuk menstabilkan midshaft femur yang patah terbuka pada pasien berumur 18 tahun. Investigasi seperti terlihat pada Gambar 1.4(a), rontgen diambil 13 minggu setelah operasi, plat memiliki retak pada lubang kemudian kesisi patah. Plat sedikit membengkok pada bidang horizontal. Dalam lateral view, sekrup yang rusak terlihat di lubang kedua dari plat, diatas jarak patah (Gambar 1.4b). sekrup dan plat ditunjukkan dalam Gambar 1.4(c),yang disuplai dari tiga produsen berbeda. Analisis energy-dispersive-x-ray mengindikasikan bahwa implant terbuat dari AISI 304. Namun microcleanlines material berbeda. Kandungan inklusi utama yang minim ditemukan di plat. Sekrup yang tersisa dari sumber berbeda, termasuk sekrup rusak yang memiliki kandungan inklusi primer yang tinggi dan tidak sesuai standar.
4 Gambar 1.4(a) Indikasi Retak pada Plat, (b) Indikasi Sekrup Patah (c) Plat Bengkok tepat pada Lubang Sekrup 1.2 Perumusan Masalah Dari uraian di atas terlihat bahwa dua faktor dari beberapa kegagalan material metallic implant adalah korosi dan retak fatigue, sehingga penelitian ini akan difokuskan pada bagaimana caranya untuk meminimalkan terjadinya korosi dan retak fatigue. Nantinya setiap komponen sampel uji akan di lakukan treatment variasi intensitas almen shot peening yang diharapkan untuk menambah umur fatik, memperlambat laju perambatan retak fatik dan electroplating dengan Ni-Cr, yang diharapkan mampu memperlambat laju ketahanan korosi. 1.3 Batasan Masalah Batasan masalah penelitian antara lain: 1. Pengujian yang dilakukan adalah laju uji korosi dan laju uji perambatan retak fatigue (pada suhu kamar) 2. Cairan untuk laju uji korosi menggunakan larutan SBF 3. Penelitian ini tidak menghitung tegangan sisa
5 4. Spesimen yang digunakan adalah AISI 304 dengan diameter 14 mm, tebal 4 mm untuk uji korosi, sedangkan untuk uji perambatan retak fatigue sesuai ASTM E 647. 5. Electroplating dilakukan pada larutan Ni dan Cr. Untuk plating Nickel Arus konstan = 0,1 A, voltase 3V,waktu = 5 menit, untuk Chromium arus konstan = 0,2 A, voltase = 3,3 V, waktu 5 menit. 6. Variasi almen shot peening adalah A0.003, A0.004, A0.006, A0.008, A0.010 7. Tidak menghitung tegangan sisa 1.4 Manfaat Penelitian Manfaat penelitian yang akan dilakukan adalah sebagai berikut: 1. Diharapkan hasil penelitian ini dapat menjadi rujukan untuk pembuatan implant tiruan yang lebih efektif untuk orang Indonesia. 2. Berkontribusi dalam meningkatkan aktivitas bagi orang yang bermasalah dengan implan. 1.5 Tujuan Penelitian Adapun tujuan penelitian adalah sebagai berikut: 1. Mengetahui pengaruh variasi almen shot peening terhadap penurunan laju perambatan retak fatigue. 2. Mengetahui pengaruh electroplating Ni-Cr dan variasi almen shot peening terhadap penurunan laju korosi dalam larutan SBF.