Analisis Cacat Proses Pengecoran pada Pembuatan Sekrup Penyambung Tulang dengan Menggunakan Metode Cetakan Lost Wax Casting
Moh. Nor Ali Aziz 1* , Edi Santoso 1 , Ninik Martini 1, Rusnaldy 2
1 Program Studi Teknik Mesin, Universitas 17 Agustus 1945 Surabaya, Jl. Semolowaru No. 45, Surabaya
2 Program Studi Teknik Mesin, Universitas Diponegoro, Jl. Prof. Sudarto, SH, Tembalang, Semarang
*E-mail: aliaziz@untag-sby.ac.id
Diajukan: 05 September 2022; Diterima: 17 Desember 2022; Diterbitkan: 23 Desember 2022

## Abstrak
Kementrian  Kesehatan  Republik  Indonesia  menerbitkan  data  bahwa  Indonesia  masih  tergantung  produk  ortopedi impor hingga mencapai 92% pada Oktober 2017.  Oleh sebab itu, inovasi  pada proses manufaktur diperlukan untuk mengurangi ketergantungan Indonesia impor produk ortopedi. Sekrup penyambung tulang termasuk dalam kategori produk ortopedi yang dimana produknya tidak boleh terkorosif, tidak boleh mengalami distorsi dan memiliki akurasi dimensi yang lebih tinggi daripada sekrup pada umumnya. Salah satu proses manufaktur yang berpotensi baik dalam inovasi ini adalah lost wax casting . Berdasarkan kajian litelatur proses lost wax casting mampu menghasilkan sekrup dengan  hasil  yang  baik,  oleh  sebab  itu  penelitian  ini  bertujuan  untuk  mengetahui  setiap  tahap  prosesnya  dan menganalisis cacat  yang terjadi pada  proses lost wax  casting .  Bahan utama untuk  Sekrup penyambung tulang yang aman  bagi  tubuh  manusia  adalah  paduan  magnesium.  Namun,  untuk  proses  pengecoran  bahan  ini  diperlukan  alat khusus  karena  magnesium  mudah  teroksidasi  dan  terbakar jika  proses  penuangan dilakukan  diruang  terbuka.  Oleh sebab  itu,  untuk  menghindari  hal  ini  bahan  sementara  yang  dipertimbangkan  adalah  timah  pewter.  Pembahasan dalam  penelitian  ini  meliputi:  proses  manufakturnya  dan  pengamatan  cacat  produk.  Penelitian  ini  dimulai  dari metode experimental dengan menggunakan proses investment casting . Pembuatan cetakan pattern wax menggunakan bahan  dari silicon  rubber dengan  pecampuran  katalis  2,6%  dan  pengencer  10%.  Sedangkan  pembuatan  cetakan ceramic slurry adalah campuran antara air dan gypsum dengan perbandingannya 1:1,25.
Kata kunci: Cacat Pengecoran; Sekrup Penyambung Tulang; Lost Wax Casting

## Abstract
In October 2017; The Ministry of Health of the Republic of Indonesia publishes data where Indonesia still relies on imported  orthopedic  products  reaching  92%.  Therefore,  innovation  in  the  manufacturing  process  is  needed  to maximize the use of Indonesian orthopedic products. Orthopedic screws include in special product categories where the product must not be corrosive, not be distorted and must have a higher dimensional than the screw in general. One of the manufacturing processes for this practice is lost wax casting. Based on the study of the literature review; the  lost  wax  casting  process  can  produce  screws  with  good  dimensional  accuracy.  Besides,  the  main  alloying substances  for  orthopedic  screws  that  are  safe  to  the  human  body  is  magnesium  alloy.  However,  for  the  casting process, this  material  requires  a  special  tool  as  magnesium  is  easily  oxidized  and  burns  if  the  pouring  process  is carried out openly. Then,  to avoid this the temporary  material being considered is tin  alloy. The  discussion in this study  includes:  the  manufacturing  process  and  the  observation  of  product  defects.  This  research  starts  from  the experimental method using the investment casting process, making wax molds using materials from silicone rubber with  a  mixture  of  3 to  4%  catalyst  and  10%  thinner  while  the  manufacture  of  ceramic  pulp  molds  is  a  mixture  of water and gypsum with a mixture of 1: 1.25.

## Keywords: Casting defect; Orthopedic screw; Lost Wax Casting

## 1. Pendahuluan
Seiring  dengan  berkembangnya  teknologi  saat  ini  sekrup  sering  digunakan  untuk  berbagai  aplikasi  yaitu  dalam peralatan  mechatronik  semikonduktor,  robot  industri,  dan  printed  circuit  boards,  atau  lainnya  [1].  Umumnya  sekrup yang  berdimensi  kecil  memiliki  keakurasian  tinggi.  Sekrup  mempunyai  berbagai  ukuran  yang  tergantung  kebutuhan contohnya  adalah  sekrup  pada  komponen  jam,  komponen  hp,  penyambung  tulang  dll.  Kasus  fraktur  tulang  terus meningkat dari tahun ke tahun. Pada tahun 2006 Reksoprawiro memaparkan data penderita yang dirawat di Staf Medis Fungsional  (SMF)  Ilmu  Bedah  Rumah  Sakit  Umum  Dr.  Soetomo  Surabaya  tahun  2001-2005,  menunjukkan  bahwa
penderita fraktur tulang akibat kecelakaan lalu lintas sekitar 64,38% [2]. Dari data tersebut, angka kejadian fraktur pada mandibula (rahang bawah) dan maksila (rahang atas) menempati urutan terbanyak yaitu sebesar 29,85%, fraktur zigoma (rangka  wajah)  27,64%  dan  fraktur  nasal  (hidung)  12,66%[2].  Peningkatan  yang  sama  juga  terjadi  di  dunia,  dimana patah tulang pangkal paha atau panggul  (hip  bone) diseluruh dunia mencapai angka 1,66 juta kasus ditahun 1990 dan diperkirakan terus meningkat hingga angka 6,26 juta kasus pada tahun 2050 [2]. Data lain yang diterbitkan kementrian kesehatan  bahwa  Indonesia  masih  tergantung  produk  ortopedi  import  hingga  mencapai  92%  pada  Oktober  2017  [3]. Oleh sebab itu, untuk mengatasi tantangan ini perlu dicari proses manufaktur lain.
Salah satu proses yang berpotensi untuk hal ini adalah proses lost wax casting . Pengecoran ini merupakan proses manufaktur yang membutuhkan jenis cetakan permanent dan expendable. Lost  wax casting termasuk jenis expendable yang terbuat dari lilin atau jenis material polimer lainnya [4]. Jenis teknologi pengecoran ini dapat menghasilkan suatu produk coran yang memiliki bentuk geometri yang kompleks, misalnya: kemiringan, tipis, kehalusan permukaan produk cor  dan  kelengkungan  dengan  variasi  radius  yang  kecil  [5].  Umumnya  sekrup  penyambung  tulang  yang  tersedia berbahan non-degradable. Namun, bahan ini memberikan dampak rasa sakit dan patah kembali, jenis material tersebut adalah  titanium,  stainless  steel,  paduan  Co-Cr  dan  platina  [6].  Adapun  material  yang  memiliki  sifat  mekanis biocompatibility dan biogeredable yang  tidak  berbahaya  ( non-toxic )  bagi  tubuh  manusia  serta  waktu  korosinya ( corrosion  time )  dapat  dimanipulasi  sesuai  dengan  komposisi  unsur  penambahnya  adalah  paduan  magnesium.  [7]. Akan tetapi dalam kasus lost wax casting pembuatan sekrup dengan bahan magnesium membutuhkan alat vakum yang dirancang  khusus  saat  proses  penuangannya,  sebab  bahan tersebut  sangat mudah teroksidasi atau terbakar  jika  proses penuangannya diruangan terbuka. Oleh karenanya metode tersebut belum digunakan dalam penelitian ini. Fokus utama dalam penelitian ini  adalah pengamatan cacat pada hasil pengecoran.  Jadi, penggunaan bahan sementara  yang dipakai adalah  timah.  Metode lost  wax  casting pada  experimen  ini  dapat  dianggap  sebagai dummy dalam  pembuatan  sekrup penyambung tulang.
2. Metodologi
Keterangan:
1. Wax mould design
2. Mould making with silicon rubber
3. Wax injection
4. Mould making with gypsum
5. Patern assembly 6. Heating wax pattern
7. Pouring molten metal 8. Remove out the product 9. Finishing and product inspection 10. Measurement inspection 2 3 4 5 6 7 8 1 9 Time Design Modification Process Improvment Process Problem 10 Process Problem Gambar 2 . Design and manufacturing cycle
2.1 Wax mould design
Master  pattern yang  digunakan  adalah  sekrup  penyambung  tulang  berbahan  platina  yang  memiliki  panjang  16 mm.  Sekrup  penyambung  tulang  mempunyai  ketelitian  yang  lebih  baik  daripada  sekrup  pada  umumnya.  Dimensi kerumitan pada sekrup yang kecil menjadikan tantangan untuk proses lost wax casting .  Dasar cetakan terbuat dari kayu dengan  tebal 0,5  mm,  panjang  7  cm  dan lebar  5  cm.  Saluran masuk  menggunakan  jarum  suntik  dengan  ukuran mata jarum 1,5 mm.

## 2.2 Mould making with silicon rubber
Cetakan silicon rubber terbuat dari kayu yang dibentuk sesuai dimensi yang dibutuhkan. Beberapa hal yang perlu diperhatikan  dalam  pembuatan  cetakan  part  atas  yaitu  pemakaian  plastisin  dan  penempatan  posisi master  pattern . Plastisin  dibuat  berlubang  bertujuan  sebagai  penghubung  antara  cetakan  part  atas  dan  part  bawah.  Sedangkan penempatan posisi kepala master pattern masuk kedalam plastisin, jadi posisi master pattern miring kedalam. Sehingga pada cetakan part bawah posisi kepala master pattern akan menonjol yang berfungsi sebagai saluran masuk.
M aster  pattern dioles  menggunakan  Pol-ease  2300  agar silicon  rubber dan master  pattern tidak  lengket  saat pemisahan [8]. Pemilihan silicon rubber yang sesuai dengan karakteristik produk harus mempunyai kualitas yang baik dan mudah ditemukan. Beberapa tipe silicon rubber secara kualitas yang sesuai dengan karakteristik produk terdapat 2 tipe yaitu RTV 683 dan RTV 52. RTV 52 mempunyai tekstur yang lebih lunak dibandingkan dengan RTV 683. RTV 52 digunakan pada benda-benda yang sempit dan kelebihan RTV 52 adalah dari elasitasnya. Namun kekurangannya agak mudah sobek,  sedangkan kegunaan RTV 683 digunakan pada  produk  yang kecil dan detail.  Kelebihan dari  RTV 683 adalah  dari  segi  kekuatan,  kekerasan  dan  tidak  mudah  sobek  [9].  RTV  683  cocok  pada  penggunaan  produk  sekrup dengan detail yang rumit.  RTV 683 memiliki  tekstur yang kental. Oleh sebab itu, untuk mengatasi hal ini  dibutuhkan pengencer silicon rubber dengan pemakaian bahan sekitar 10%. Bahan campuran lainnya silicon rubber adalah katalis yang berfungsi untuk mempercepat penggeringan silicon rubber . Semakin banyak katalis akan membuat cetakan lebih cepat  kering.  Namun  mengurangi  kualitas  cetakan.  Pemakaian  katalis  yang  dianjurkan adalah  38:1  atau  sekitar  2,6% [10].
Pengeringan  cetakan silicon  rubber part  atas  membutuhkan  waktu  ±  24  jam.  Selanjutnya,  pemasangan  saluran masuk  dengan  menggunakan  jarum  suntik  yang  berdiameter  0,8  mm.  Sebelum  penuangan, silicon  rubber diolesi menggunakan P ol- ease 2300 dan PVA glue blue .

## 2.3 Wax Injection
Proses  injeksi  pada pattern  wax menggunakan  alat  suntik  medis  dengan  modifikasi  khusus  agar  mempermudah proses  injeksi.  Waktu  yang  dibutuhkan  untuk  proses  pengeringan  ±  1  jam.  Semakin  banyak  cetakan silicon  rubber semakin bayak pula hasil yang didapatkan.

## 2.4 Mould Making with Gypsum
C eramic  slurry terbuat  dari  campuran  air  dan gypsum dengan  perbandingan  1  :  1,25.  Takaran  untuk  sekali pemakaian dalam pembuatan sekrup penyambung tulang adalah air 180 ml + gypsum 225 ml [7]. Gypsum merupakan mineral sulfat yang paling umum dibumi dan terbanyak dalam batuan sedimen. Material cements umumnya digunakan dengan  cara  dicampur  air  (H 2 O).  Jumlah  air  sangat  berpengaruh  dalam  campuran  ini  dan  akan  membentuk  padatan lunak  seperti  tanah  liat  dengan  tingkat  kelembekan  seperti  yang  dikehendaki.  Ada  bermacam-macam gypsum dengan tingkat kekuatan yang berbeda dengan campuran air yang diijinkan yang berbeda pula. Gypsum yang digunakan untuk casting  slip harusnya  mempunyai  daya  resap  yang  lebih  kuat  daripada gypsu m  untuk  keperluan jiggering .  Semakin banyak  air  yang  dimasukkan  kedalam  bubuk gypsum semakin  kuat  daya  resapnya,  tetapi  kekuatan  dan  kekerasan cetakan gypsum semakin lemah  dan rapuh  [11]. Gypsum pada  proses lost  wax  casting digunakan  sebagai  pembuatan cetakan.

## 2.5 Pohon Assembly
Pohon assembly dibuat  dari  hasil pattern  wax . Pattern  wax dipoles  menggunakan ceramic  slurry dengan menggunakan  kuas  kecil,  tujuannya  adalah  meminimalisir  gelembung  udara  yang  terperangkap  pada  bagian-bagian sekrup. Setelah memastikan polesan merata keseluruh bagian sekrup, sisa ceramic slurry dituangkan kedalam cetakan. Proses  pembuatan  batang pohon  assembly dibuat  berlubang  agar  sabagai  penghubung  saluran  masuk pattern  wax . Terdapat 5 atau 6 buah pattern wax dalam satu cetakan pohon assembly . Drat ulir pattern wax sangat rapuh dan harus hati-hati saat dipegang.
Pada  proses problem cetakan gypsum dan  pohon assembly terdapat  berbagai  cacat  produk  yaitu  porositas rongga gas  dan  rontokan  cetakan.  Rontokan  cetakan  memiliki  bentuk  kerusakan  yang  tak  menentu  hal  tersebut  terjadi disebabkan pecahnya cetakan dan pecahan gypsum yang menyebabkan inklusi gypsum ditempat lain. Porositas rongga gas  terjadi  karena  adanya  gelembung  udara  yang  terjebak  dibagian-bagian  sekrup.  Cacat  porositas  rongga  gas  dapat diantisipasi  menggunakan  2  cara  yaitu  penggunaan  alat  vakum  dan  pemolesan pattern  wax .  Kedua  faktor  tersebut berfungsi untuk meminimalisir gelembung gas yang terjebak dalam cetakan.
2.6 Heating wax pattern
Heating adalah  pemanasan  untuk  mencairkan  pohon assembly agar  menghasilkan  rongga  cetakan.  Pemanasan awal membutuhkan dengan temperatur 110 ˚ C untuk melelehkan lilin,  selanjutnya  temperatur dinaikan hingga  250 ˚ C dengan  waktu  120  menit  [12],  tujuannya  adalah  untuk  memperkuat  rongga  cetakan  agar  tidak  terjadi  kerusakan  saat penuangan logam cair.

## 2.7 Pouring molten metal
Alat penuangan berfungsi untuk menuangkan logam cair. bahan utama yang dipakai adalah timah pewter dengan titik lebur 231,89 ˚ C dan titik didih 2.260 ˚ C [13]. Timah adalah sebuah unsur kimia dalam tabel periodik yang memiliki simbol  (Sn).  Ada  beberapa  jenis  material  timah  yang  dapat  digunakan  yaitu  jenis  timah  solder,  timah  pewter  2  dan timah pewter 3. Timah pewter adalah jenis timah paduan dengan kandungan tembaga (Cu) dan antimon (Sb).  Tujuan kandungan  paduan  tembaga  berfungsi  agar  lebih  jernih  atau  berkilau  sedangkan  kandungan  antimon  berfungsi  agar lebih menggeraskan. Perbedaan jenis dari timah tersebut adalah: Timah solder: Sn 40 % dan Ag 60 % , Timah pewter 2: Sn 92 %, Sb 6 % dan Cu 2 % dan Timah pewter 3: Sn 97 %, Sb 2 % dan Cu 1 % [14].

## 2.8 Remove out the product
Pengeluaran  produk  menggunakan  pisau  dan  dimasukan  kedalam  bak  air.  Pengeluaran  harus  berhati-hati  agar tidak merusak bagian-bagian terpenting.

## 2.9 Finishing
Pemotongan  dan  pemerataan  saluran  masuk  menggunakan  Gerinda  mini.  Gerinda  ini  sangat  cocok  pada pengerjaan kecil yang butuh ketelitian karena memiliki kecepatan tanpa beban 1000 rpm.
2.10 Perhitungan penyusutan
Secara  teori  perhitungan penyusutan terdapat  2 cara yaitu  pertama,  perhitungan volume menggunakan alat  ukur, lalu  didesain  menggunakan  software  Solidwork.  Kedua,  perhitungan  volume  aktual  menggunakan  pipet  ukur.  Cara pertama mempunyai banyak kesulitan dalam proses pengukuran dimensi, sebab produk berdimensi kecil dan ketelitian tinggi jadi sedikit salah pengukuran akan mempengaruhi hasil perhitungan volume. Maka dalam studi ini menggunakan cara  yang  kedua  yaitu  perhitungan  volume  aktual.  Dalam  perhitungan  penyusutan terdapat 2 hasil  yaitu  hasil pattern wax dan hasil akhir produk. Perhitungan volume aktual menggunakan pipet ukur yang berukuran 2 ml hasil pattern wax dan 10 ml untuk hasil akhir produk.

## 3. Hasil dan pembahasan
Pengecekan  pada  hasil  produksi mempunyai  peran  penting dalam  menentukan  kualitas  produk dengan mengacu standar  yang  ditentukan.  Pengecekan  secara  menyeluruh  dan mendetail  terhadap  hasil  produk  terdapat tiga  jalur atau tiga tempat untuk menyimpan hasil sortir.
a. Jalur pertama adalah jalur untuk material atau hasil produksi yang lolos.
b. Jalur  kedua  adalah  jalur  untuk  hasil  produksi  yang  tidak  lolos  dengan  kegagalan  dibawah  50%,  dalam  artian, produk ini bisa diperbaiki dalam waktu yang singkat.
c. Jalur  ketiga  adalah  jalur  untuk  material  dan hasil  produksi  yang  kegagalannya  diatas  50%.  Produk  bisa  di  daur ulang atau bila diperbaiki akan memakan waktu yang cukup lama.
Hasil lost wax casting terbagi menjadi 2 yaitu dari hasil pattern wax dan hasil akhir produk. Pada inspeksi visual hasil pattern  wax terdapat cacat  produk  yang meliputi:  porositas rongga  gas, pattern  wax tidak terbentuk dan pattern wax melebar. Sedangkan inspeksi visual hasil akhir produk terdapat cacat yang meliputi: porositas rongga gas, rontokan cetakan dan ulir yang tidak terbentuk. Selanjutnya menghitung penyusutannya ( shrinkage ). Analisis proses manufaktur bertujuan  agar  perhitungan dapat  dilakukan    dengan    cepat    dan  efisien.  Secara  umum  hanya  ada  2 hasil  pensortiran produk  yaitu  saat  pensortiran pattern  wax dan  hasil  akhir  produk.  Kedua  proses  tersebut  memiliki  tingkat  kelolosan
produksi diatas 50% hingga mencapai 80%. Faktor-faktor yang mempengaruhi tingkat kelolosan dibagi beberapa proses dan akan dijelaskan detail pada sub bab berikutnya.
3.1 Pengamatan hasil pattern wax
Dalam prosedur lost  wax  casting terdapat 3 tahapan untuk menghasilkan pattern wax .  Tahapan tersebut  meliputi wax mould design, mould making with silicon rubber dan wax injection. Dari hasil pattern wax sebagian terdapat cacat yaitu  antara  lain:  porositas  rongga  gas, pattern  wax tidak  terbentuk  dan pattern  wax melebar.  Pengamatan  cacat ditemukan dari beberapa analisis yaitu pada pembuatan cetakan silicon rubber dan analisis injeksi lilin.
3.1.1 Analisis cetakan silicon rubber
Porositas  rongga  gas  terjadi  karena  adanya  gelembung  udara  terjebak  diarea master  pattern .  Dari  hasil eksperimen  porositas  rongga  gas  disebabkan  oleh  2  faktor  yaitu  pertama, Silicon  rubber yang  terlalu  kental mengakibatkan  gelembung  udara  tidak  bisa  keluar.  Jadi  takaran  yang  dianjurkan  adalah  2,6%  katalis  [10]  dan  10% pengencer.  Kedua,  penggunaan  alat  vakum  dengan  cara  kerjanya  menggunakan  sistem  getaran.  Tujuannya  adalah mempermudah gelembung udara agar dapat keluar.
Gambar 3. Porositas rongga gas
3.1.2 Analisis injeksi lilin
a. Kontrol tekanan injeksi harus baik jika tekanannya terlalu besar maka cairan lilin akan melebar (Gambar 3a).
b. Pattern wax tidak terbentuk sempurna (Gambar 3b) disebabkan oleh 2 faktor yaitu pertama, jarum suntik berukuran sama  atau  lebih  kecil  dari  lubang  saluran  masuk.  Jadi,  penggunaan  jarum  suntik  harus  lebih  besar  dari  saluran masuk agar rongga dapat terisi penuh. Diameter jarum suntik yang dianjurkan adalah 1,5 mm. Kedua, pattern wax tidak  dalam  kondisi  kering  saat  dibuka.  Hal ini  mengakibatkan hasil pattern  wax rusak.  Waktu  yang  dibutuhkan untuk proses pengeringan adalah ± 1 jam.
Gambar 4. (a) Pattern wax tidak terbentuk (b) Pattern wax melebar

## 3.2 Pengamatan hasil produk
Proses  akhir  produk  di finishing dengan  cara  memotong  dan  meratakan  saluran  masuk.  Terdapat  beberapa  cacat produk  yang  ditemukan  dalam  proses visual  inspection yaitu  antara  lain:  porositas  rongga  gas  luar,  ulir  yang  tidak terbentuk dan rontokan cetakan. Pengamatan cacat ditemukan dari beberapa analisis yaitu pada analisis cetakan gypsum dan pohon assembly serta analisis bahan.
3.2.1 Analisis cetakan gypsum dan pohon assembly
Cacat porositas rongga gas:
a. Pemolesan ceramic slurry harus menyeluruh ke semua bagian pattern wax agar tidak ada gelembung udara. Proses pemolesan  menggunakan  kuas,  semakin  kecil  ukuran  kuas  semakin  baik  hasil  pemolesan  karena  dapat  masuk dalam celah ulir sekrup. Lebar kuas yang dianjurkan berukuran 0,1 mm.
b. Penggunaan  alat  vakum  pada  proses lost  wax  casting digunakan  dua  kali  yaitu  pada  proses  pembutan  cetakan silicon rubber dan proses pembuatan cetakan ceramic slurry . Proses vakum berlangsung sekitar ±15 menit hingga gelembung gas dapat dipastikan keluar.
Cacat rontokan cetakan:
a. Takaran antara air dan gypsum adalah 1:1,25. jika  terlalu kental maka cetakan mengalami rontokan cetakan dan jika terlalu encer pattern wax tidak dapat dipoles.
b. Jarak waktu proses pengeringan pemolesan dan pembuatan cetakan ceramic surry terlalu lama.

## 3.2.2 Analisis bahan
Faktor  tidak  terbentuknya  ulir  pada  hasil lost  wax  casting disebabkan  oleh  jenis  material  yang  dipakai.  Dari percobaan  timah  pewter  2  dan  3  memiliki  sifat  yang  berbeda.  Pewter  3  memiliki  sifat  lebih  lama  mencair  ketika dipanaskan, pengeringannya lebih cepat dan sukar dibentuk. Sedangkan sifat timah pewter 2 lebih cepat mencair ketika dipanaskan, pengeringannya lebih lama dan mudah dibentuk. Sedangkan timah solder lebih cepat cair ketika dipanaskan dan juga pengeringanya lebih cepat. Dari pengamatan sifat timah pewter 2 memiliki sifat yang baik dalam experiment ini.  Jadi  semakin  lama  pengeringan  semakin  besar tekanan yang  dihasilkan  maka  cairan  timah  dapat  masuk  kedalam celah-celah  kecil.  Sedangkan  timah  pewter  3  dan  timah  solder  lebih  cepat  kering  ketika  proses  penuangan,  hal  ini mengakibatakan ulir tidak terbentuk (Gambar 4c).
(a)
(b) (c)
Gambar 5 . (a) Hasil cacat cetakan porositas rongga gas (b)  Rontokan cetakan (c) Ulir tidak terbentuk 3.3 Analisis perhitungan penyusutan
Dari data yang didapat hasil pengukuran dan perhitungan valume aktual master pattern adalah 0,23 ml. Sedangkan hasil pada proses lost wax casting terdapat 2 tipe proses penyusutan yaitu pada hasil pattern wax dan hasil akhir produk. Pada perhitungan penyusutan hasil pattern wax menggunakan alat ukur pipet berkapasitas 2 ml ±0,02, sedangkan pada perhitungan penyusutan hasil akhir produk menggunakan alat ukur pipet berkapasitas 10 ml ±0,05. Teknik perhitungan volume  yaitu  dengan  cara  memasukan hasil  produk  kedalam  pipet  ukur  yang  sebelumnya  sudah  terisi  air.  Tujuannya
adalah untuk menentukan selisih nilai hasil setiap produk, sehingga dapat mengetahui dampak dari penyusutan terhadap keakurasian  dimensinya.  Sampel  yang  digunakan  pada  percobaan  ini  adalah  masing-masing  10  buah  sekrup. Selanjutnya,  hasil  pengukuran  dihitung  untuk  menentukan  persentase  penyusutan  yaitu  dengan  menggunakan persamaan sebagai berikut:
S = ( 𝑉𝑎𝑠𝑙𝑖 − 𝑉𝑝𝑟𝑜𝑑𝑢𝑘 ) / 𝑉𝑎𝑠𝑙𝑖 × 100%
Tabel 1. Standar persentase penyusutan material [15]
Tabel 2. Hasil pengukuran volume produk casting
Produk Volume pattern wax (ml) Volume produk (ml) 1 0,23 0,18 2 0,21 0,23 3 0,23 0,23 4 0,23 0,23 5 0,23 0,23 6 0,21 0,23 7 0,23 0,18 8 0,23 0,23 9 0,23 0,23 10 0,23 0,18 X ̅ 0,226 0,215
Perhitungan persentase penyusutan:
V master pattern = 0,23 ml
V patten wax = 0,226 ml (Pipet 2 ml ± 0,02)
S   = (0,23 ml – 0,226 ml) / 0,23 ml x 100% = 1,74%
V hasil produk = 0,215 ml (Pipet 10 ml ± 0,05)
S = (0,23 ml – 0,215 ml) / 0,23 ml x 100%
= 6,52%
Jadi hasil penyusutan timah adalah 6,52 - 1,74 = 4,78%. Sedangkan standar penyusutan timah (sn) yang terdapat pada  Tabel  2  menunjukan  angka  4,1%.  Jadi    hal  ini  menunjukan  bahwa  selisih  perbandingan  antara  perhitungan penyusutan hasil produk dengan standar penyusutan memiliki persentase yang hampir sama.

## 4. Kesimpulan
Menurut  banyak  litelatur  proses lost  wax  casting mampu  menghasilkan  produk  dengan  keakurasian  dimensi yang  baik.  Penelitian  ini  membahas  tentang  pembuatan  sekrup  penyambung  tulang  dari  bahan  timah  yang  meliputi: proses manufaktur dan mengamati cacat produknya. Pada proses pembuatan cetakan pattern wax bahan yang digunakan adalah silicon rubber dengan campuran katalis 2,6% dan pengencer 10%. Pembuatan pattern wax mengharuskan proses improvment pada  kontrol injection .  Salah  satu  faktor  untuk  mengontrol  tekanan injection adalah  menggunakan  jarum suntik  yang  diameternya  lebih  besar  dari  lubang  saluran masuk.  Pembuatan  cetakan ceramic  slurry adalah  campuran antara  air  dan gypsum dengan  perbandingannya  1:1,25.  Hasil  pengamatan  proses  manufaktur  terdapat  2  proses  cacat yaitu  pada  proses  pembuatan pattern  wax dan  cacat  hasil  akhir  produk.  Dalam  pengamatan  pembuatan pattern  wax terdapat cacat yang antara lain: porositas rongga gas, pattern wax tidak terbentuk dan pattern wax melebar. Sedangkan pengamatan hasil akhir  produk  terdapat  cacat  yang antara  lain:  porositas rongga  gas,  rontokan  cetakan  dan  ulir  tidak terbentuk. Sedangkan hasil maksimal penyusutan yang terjadi pada proses lost wax casting adalah 6,52%.

## Daftar Pustaka
[1] Moh.  N.  A.  Aziz,  Rusnaldy,  Patrick  Munyensanga,  Susilo  A.  Widyanto,  Paryanto.  Application  of  lost  wax casting for manufacturing of orthopedic screw: a review, Procedia CIRP 78 (2018) 149–154
[2] A.  Hermanto,  Y.  Burhanudin,  I.  Sukmana.    Peluang  dan  tantangan  aplikasi  baut  tulang  mampu  terdegradasi berbasis logam magnesium Dinamika Teknik Mesin (2016) 6: 93-98
[3] Arif Permana Yudha. Inovasi Alat Kesehatan Era Transformasi Digital, Ditjen PEN/MJL/66/IX/2018
[4] Suherman K. Mold  production for wax  pattern in investment casting for Francis turbine runner’s blade. (2008) 5–25
[5] Hafid.  Penelitian  Bahan  Substitusi  Import  Untuk  Pembuatan  Cetakan  Keramik  Pada  Teknologi  Proses Investment  Casting,  Prosiding  Pertemuan  Ilmiah  Ilmu  Pengetahuan  dan Teknologi  Bahan,  (2012)  ISSN  1411- 2213
[6] Hunt LB. The long history of lost  wax casting - Over five thousand years of art and craftsmanship. Gold Bull; (1980) 13(2):63–79
[7] Moh. N. A. Aziz, Rusnaldy, Paryanto, Patrick Munyensanga Aplikasi Lost Wax Casting untuk Pembuatan Screw Ortopedi, Jurnal Metalurgi dan Material Indonesia (JMMI). (2019) Vol. 2, No. 3
[8] Mold Making Methods. Polytek® - Concrete Exchange.
https://www.concreteexchange.com/pdfs/info/Polytek.pdf.  Polytek®  Development  Corp.  (Diakses  pada  tanggal 8 Oktober 2022)
[9] Membedakan  silicone  rubber  rtv  52  trv  683.  http://resin-bekasi.blogspot.com/2014/04/membedakan-silicone- rubber-rtv-52-trv.html. (Diakses pada tanggal 8 Oktober 2022)
[10]   Peter  Prayogo  P.  Pengaruh  Jumlah  Putaran  Dan  Silicon  Terhadap  Variasi  Persentase  Katalis  Pada  Cetakan Silicon Rubber. Universitas Gadjah Mada. (2018)
[11] Membuat  cetakan  gypsum.  http://keramik88.com/keramik/membuat-cetakan-gypsum.html.  Keramik88.com. 2009 (Diakses pada tanggal 8 Oktober 2022)
[12] Puji  Widi  Rahayu.  Kerajinan  Logam  Timah  “Pewter”  Muntok  Kabupaten  Bangka  Barat  Provinsi  Bangka Belitung. Universitas Negeri Yogyakarta (2013)
[13]   Guler  KA,  Cigdem  M.  Casting  quality  of  gypsum  bonded  block  investment  casting  molds.  Adv  Mater  Res. (2012)  445:349–54.
[14] Firlya Rosa, Suhdi. Analisa Lanjut Perubahan Sifat Mekanik Bahan Pewter Dengan Reduksi 50% Pada Proses Pengerolan Bahan. SINTEK JURNAL: Jurnal Ilmiah Teknik Mesin (2016) VOL 10 NO 1. ISSN 2088-9038
[15]   Natalia  Sobczak,  Artur  Kudyba,  Rafal  Nowak,  Waldemar  Radziwill,  and  Krystyna  Pietrzak.  Factors  affecting wettability and bond strength of solder joint couples. (2007)  Vol. 79, No. 10, pp. 1755–1769