## Pembuatan Sisipan Sol Sepatu dari Material Komposit Silicone Rubber menggunakan Cetakan Berbahan Dasar Kayu
Yusuf Umardani*, Agus Suprihanto, Kevin Dwi Ananta Tarigan a Departemen Teknik Mesin, Fakultas Teknik, Universitas Diponegoro Jl. Prof. Sudharto, SH. Tembalang Semarang 50275, Indonesia *E-mail: Kevindwiananta@gmail.com

## Abstract
Shoes are one of the human needs that are useful for protecting the feet. In addition, the use of shoes is currently adjusted to  the activities carried out. When walking and heel stomping on the runway, one foot  in  the  heel  area  can  reach  70%  of  body  weight.  So  we  need  a  shoe  insole  to  overcome  these problems. This study aims to make shoe insole molds made of wood, as well as to print shoe insoles and  obtain  data  about  the  mechanical  properties  of  silicone  rubber  used  to  make  shoe  insoles.  This research  begins  with  the  mold  design  process  followed  by  the  CAM  process  .  The  tool  used  in  the manufacture  of  shoe  insole  molds  is  a  CNC  machine.  The  prints  of  shoe  insoles  using  wood-based molds  In  terms  of  dimensional  accuracy,  the  left  foot  print  has  the  largest  dimensional  accuracy  of 0.19% and the smallest  is 2.23%. While the right foot print has the largest  dimensional accuracy of 0.557%  and  the  smallest  is  2.08%.Then  in  an  organoleptic  manner  according  to  SNI  12-0172-200 concerning  Canvas  Shoes  for  the  Public,  have  met  the  requirements,  namely  that  the  upper  or  the surface of the sole must not be deformed in the form of blisters, tears, and uneven color.
Keywords : silicone rubber, shoe insole, wood mold

## Abstrak
Sepatu  merupakan  salah  satu  kebutuhan  manusia  yang  berguna  untuk  melindungi  kaki.  Selain  itu, kegunaan  sepatu  saat  ini  disesuaikan  dengan  aktifitas  yang  dilakukan.  Saat  berjalan  dan  tumit menghentak di landasan beban satu kaki di area tumit bisa mencapai 70% dari berat tubuh. Sehingga dibutuhkan suatu insole sepatu untuk mengatasi permasalahan tersebut. Penelitian ini bertujuan untuk membuat  cetakan insole  sepatu  berbahan dasar kayu, serta mencetak insole sepatu  dan mendapatkan data tentang sifat mekanik silicone rubber yang digunakan untuk membuat insole sepatu. Penelitian ini diawali  dengan  proses  perancangan  cetakan  dilanjutkan  dengan  proses  CAM  .  Alat  yang  digunakan dalam pembuatan cetakan insole sepatu adalah mesin CNC. Hasil cetakan insole sepatu menggunakan cetakan berbahan dasar kayu secara akurasi dimensi , pada cetakan kaki kiri memiliki akurasi dimensi terbesar 0,19% dan yang terkecil yaitu 2,23%. Sedangkan pada cetakan kaki  kanan memiliki akurasi dimensi terbesar yaitu 0,557% dan yang terkecil yaitu 2,08%. Kemudian secara organoleptis menurut SNI  12-0172-200  tentang  Sepatu  Kanvas  Untuk  Umum,  sudah  memenuhi  persyaratan,  yakni  bagian atas atau permukaan sol tidak boleh cacat berupa lepuh, sobek, dan warna tidak merata.
Kata kunci: cetakan kayu, silicone rubber, shoe insole

## 1. Pendahuluan
Sepatu menjadi kebutuhan primer bagi setiap orang untuk melakukan aktivitas sehari-hari, seperti berjalan, berlari, dan  melompat.  Sepatu  yang  bagus  adalah  sepatu  yang  memberikan  rasa  nyaman  dan  aman  ketika  digunakan  untuk bergerak. Sepatu digunakan sebagai alas kaki untuk melindungi kaki dari efek eksternal seperti benda-benda berbahaya, zat  berbahaya yang dapat  menyebabkan kaki  tergores dan kotor. Insole sepatu  adalah bagian dari  dalam sepatu  yang mengalami kontak langsung dengan kaki manusia ketika melakukan segala jenis aktivitas. Insole merupakan salah satu bagian yang penting yang menentukan kenyamanan bagi pengguna saat mengenakan sepatu.
Telapak kaki  manusia mengandung  informasi  sangat  penting diantaranya untuk mengetahui tipe telapak kaki  ( flat foot , normal, atau high arch ) [1], distribusi tekanan pada telapak kaki setelah operasi, menentukan ukuran sepatu dan lain-lain. Saat manusia berdiri tegak, ke dua telapak kaki  bagian belakang ( rear foot/heel  region ) menanggung beban 60%  dari  berat.  Saat  berjalan  dan  tumit  menghentak  di  landasan  ( heel  strike ,  beban  satu  kaki  di  area  tumit  bisa mencapai 70% dari berat tubuh [2].
Cetakan adalah suatu alat yang digunakan sebagai tempat cairan logam yang akan dibentuk oleh model. Pembuatan cetakan  dalam  proses  pengecoran  merupakan  hal  yang  sangat  penting  dan  harus  sesuai  dengan  modelnya  masing- masing. Cetakan dibagi menjadi dua jenis ditinjau dari bahan yang digunakan, yakni cetakan logam dan cetakan pasir.
Sejak tahun 1960, telah ditemukan dan digunakan secara luas dalam medis, aerospace, listrik, konstruksi dan aplikasi industri.  Fleksibilitas  dan  temperatur  yang  lebih  luas,  ketahanan  yang  baik  terhadap  kompresi,  berbagai  pilihan durometer, dan senyawa inert dan stabil adalah beberapa alasan untuk penggunaannya. Silicone rubber adalah elastomer yang terdiri dari silicone - polimer-mengandung silikon bersama dengan karbon, hidrogen, dan oksigen.
Pada  penelitian  yang  dilakukam  sebelumnya  oleh  Anton  Bagus  Saputro  dengan  judul  penelitian  Pengaruh Penambahan Talc Pada Silicone  Rubber RTV  497,  52,  48,  10A,  dan  00A  Terhadap Tear  Strength ,  Kekerasan,  dan Densitas,  penelitian  saat  ini  berupaya  untuk  memperoleh  hasil  uji  berupa  cetakan  insole  sepatu  berbahan  dasar  kayu yang nantinya akan digunakan untuk mencetak insole sepatu, serta hasil uji berupa sifat mekanik dari silicone rubber yang digunakan sebagai bahan dasar pembuatan insole sepatu.
Berdasarkan uraian di atas, maka perlu dilakukan penelitian tentang perancangan cetakan berbahan dasar kayu untuk pembuatan  produk  akhir insole sepatu  dari  material silicone  rubber untuk  mendapatkan  inovasi  baru  dalam pengembangan teknologi material. Oleh karena itu penelitian ini dilakukan untuk memberikan informasi tentang desain dan perancangan cetakan untuk pembuatan insole sepatu dengan material silicone rubber dengan menggunakan bahan tambahan talc sebagai filler . Penelitian ini bertujuan untuk membuat cetakan insole sepatu berbahan dasar kayu, serta mendapatkan  data  tentang  sifat  mekanik silicone  rubber berupa  pengujian tear  strength ,  kekerasan,  dan  densitas. Sehingga  mendapatkan  produk  kesehatan  berupa insole sepatu  dan  biaya  pembuatan  cetakan  yang  lebih  terjangkau karena menggunakan cetakan berbahan dasar kayu.

## 2. Metode penelitian
Metode yang digunakan dalam penelitian ini adalah eksperimen laboratorium yang meliputi beberapa tahap. Tahap pertama dilakukan proses pembuatan cetakan untuk specimen pengujian dan sisipan sol sepatu. Tahap kedua percobaan pembuatan  specimen  dengan silicone  rubber yang  dicampur talc dan  tahap  ketiga  dilakukan  percobaan  pencetakan specimen komposit dari bahan baku silicone rubber dengan penambahan komposisi talc . Ketiga tahap yang dilakukan kemudian dilakukan beberapa pengujian, yaitu uji tear strength, uji kekerasan, dan uji densitas.
Alat  yang digunakan adalah sebagai  berikut:  Vacuum  Chamber, Timbangan Analitik, Pompa vacuum, Bor, Pipet, Universal  Testing Machine GD 1100, Densiymeter dan Cetakan, Mesin  CNC Training Unit 3 Axis. Sedangkan untuk bahan  yang  digunakan  adalah  Silicone  Rubber,  Talc,  Kayu,  Amplas,  dan  Plitur.  Mesin  CNC  yang  digunakan  untuk membuat cetakan dapat dilihat pada gambar 1. berikut.

## Gambar 1. Mesin CNC TU 3A
Penelitian  dilakukan  di  Laboratorium  Material  Teknik  Mesin  UNDIP  yang  bertujuan  untuk  memperoleh  atau memperluas fakta yang sudah ada sebelumnya. Tahapan proses pembuatan cetakan sisipan sol  sepatu  Desain  cetakan sisipan  sol  sepatu  yang  telah  dibuat  kemudian  dimasukkan  ke software Rhinoceros.  Pada software Rhinoceros, dilakukan proses pembuatan G-code. Kemudian G-code akan dimasukkan ke dalam komputer yang terhubung dengan mesin CNC. Setelah itu, kayu jati dimasukkan ke dalam pencekam yang ada di mesin CNC. Lalu lakukan setting nol pada  mesin  CNC.  Mulai  proses  pemotongan  kayu  jati  pada  mesin  CNC  dan  diakhiri  dengan  pelepasan  kayu  dari pencekam pada mesin CNC.
Adapun prosedur pembuatan cetakan insole sepatu dan spesimen pengujian adalah diawali dengan Silicone rubber RTV dimasukkan kedalam wadah lalu ditimbang sesuai perhitungan kadar yang digunakan. Silicone rubber yang masih berupa liquid lalu dimasukkan kedalam wadah lain dan dicampur dengan talc sesuai dengan komposisi yang ditentukan. Proses pengadukan dengan bor selama 2 menit  agar talc tercampur merata dalam matrik silicone rubber . Tambahkan hardener sesuai dengan kadar yang dianjurkan dari produk silicone rubber kemudian aduk kembali dengan bor selama 2  menit.  Masukkan  kedalam vacuum untuk  proses  pengeluaran  gas  yang  terperangkap  di  dalam  campuran  komposit dengan  bor  selama  2  menit  kemudian  vakum  dengan  tekanan  -0.8  bar  selama  120 detik.  Proses  penuangan  kedalam
cetakan  spesimen.  Campuran  tersebut  dikeringkan  dengan  suhu  ruangan  selama  24  jam.  Diakhiri  dengan  pelepasan spesimen dari cetakan.

## 3. Hasil Dan Pembahasan
Setelah  melakukan  perancangan  cetakan  dan  membuat  cetakan,  lalu  mencetakan  insole  sepatu,  dan  dilakukan pengujian pada hasil cetakan maka didapatkan hasil sebagai berikut:

## 3.1 Hasil Perancangan
Hasil  Perancangan  cetakan  insole  sepatu  adalah  berupa  desain  dari  cetakan  insole  sepatu  yang  dapat  dilihat  pada gambar 2. berikut.
Gambar 2. Hasil Perancangan Cetakan Insole Sepatu

## 3.2 Hasil Cetakan
Hasil produk didapatkan dengan melakukan proses pemesinan berupa  cetakan insole sepatu  berbahan dasar kayu, yang  selanjutnya  dilakukan  proses  finishing,  yaitu  pengamplasan  serta  pemberian  plitur,  agar  ketika  silicone  rubber sudang kering, mudah dilepas dan tidak melekat pada cetakan.yang dapat dilihat pada gambar 3. berikut.

## Gambar 3. Hasil Permesinan Cetakan
3.3 Hasil Cetakan Insole Sepatu
Hasil cetakan insole sepatu yang dibuat menggunakan cetakan kayu dapat dilihat pada gambar 4. berikut.

## (a) (b)
Gambar 4. Hasil Cetakan Insole Sepatu
Adapun  material  komposit  pada  spesimen silicone  rubber dengan  variasi  komposisi  penambahan  talc  pada  saat pencetakan  menggunakan  cetakan  kayu  terdapat  porositas  pada  material  tersebut.  Berikut  adalah  porositas  pada spesimen komposit silicone rubber dengan variasi komposisi penambahan campuran 10%  dan 25% talc n ditunjukan pada Gambar 5. dan 6. dibawah ini.
Porositas
Gambar 5. Porositas Pada Hasil Cetakan Sisipan Sol Sepatu dengan RTV 497 talc 10%
Porositas
Gambar 6. Porositas Pada Hasil Cetakan Sisipan Sol Sepatu dengan RTV 497 talc 25%

## 3.4 Perbandingan Dimensi Cetakan dan Hasil Cetakan
Pengukuran dimensi dilakukan pada 4 titik yang berbeda antara cetakan kayu dan hasil cetakan sisipan sol sepatu. Empat titik tersebut dapat dilihat pada gambar 7. berikut.
1 3 2 4
Gambar 7. Titik Pengukuran Dimensi Cetakan dan Hasil Cetakan
Berikut  merupakan  perbandingan  hasil  pengukuran  dimensi  antara  dimensi  cetakan  kayu  dan  dimensi  hasil cetakan sisipan sol sepatu dapat dilihat pada tabel 1. berikut.
Tabel 1. Perbandingan Pengukuran Dimensi (cm) Titik Pengukuran Cetakan Kiri Cetakan Kanan Cetakan Hasil Cetakan Cetakan Hasil Cetakan 1 1,72 1,71 1,45 1,47 2 0,49 0,48 0,48 0,49 3 2,24 2,29 2,21 2,25 4 25,8 25,85 26,75 26,9
Berikut merupakan hasil perhitungan akurasi dimensi antara dimensi cetakan kayu dan dimensi hasil cetakan sisipan sol sepatu dapat dilihat pada tabel 2. berikut.
Tabel 2. Perbandingan Akurasi Dimensi Akurasi Dimensi Titik Pengukuran Cetakan Kiri Cetakan Kanan cm % cm % 1 (-)0,1 (-)0,58 (+)0,02 1,37 2 (-)0,1 (-)2,04 (+)0,01 2,08 3 (+)0,05 2,23 (+)0,04 1,81 4 (+)0,05 0,19 (-)0,15 (-)0,557

## 3.5 Hasil Pengujian
Pengujian  yang  dilakukan  adalah  pengujian  kekerasan,  pengujian  tear  strength,  dan  pengujian  densitas.  Hasil pengujian dapat dilihat pada tabel berikut.

## Tabel 3. Hasil Pengujian Tear Strength
Talc (%)  Lf-Lo (mm)  F (N)  d (mm)  Regangan Ts (N/mm) Ts Rata-rata Regangan Rata-rata 10 35,31 44,21 3,00 0,65 14,73 14,94 0,62 10 32,87 46,17 3,00 0,60 15,39 10 34,17 44,15 3,00 0,63 14,71 25 26,39 33,93 3,00 0,49 11,31 11,81 0,46 25 25,93 36,57 3,00 0,48 12,19 25 23,51 35,81 3,00 0,43 11,93
Berdasarkan hasil pengujian diatas, maka dapat  ditentukan grafik  tegangan regangan dari  hasil pengujian silicone rubber RTV 497 dengan  variasi  penambahan komposisi talc . Grafik  perbandingan hasil pengujian dapat  dilihat pada Gambar 8 berikut ini.
Gambar 8. Grafik Nilai Tear Strength Komposit RTV 497
Tabel 4. Hasil Pengujian Densitas RTV 497 Talc (%) Massa (gr) Volume (cm 3 )
Densitas (gr/cm 3 )  Densitas Rata-rata (gr/cm 3 ) 10 3,60 3,03 1,18 1,18 10 4,30 3,61 1,19 10 3,91 3,31 1,18 25 3,53 2,81 1,26 1,17 25 3,97 3,10 1,28 25 3,54 2,75 1,28 Tabel 5. Hasil Pengujian Kekerasan RTV 497 Talc (%) 10 Pengujian Rata-rata 1 2 3 10 31,00 30,00 30,00 30,33 25 34,00 33,00 34,00 33,66
Berdasarkan hasil pengujian diatas, maka dapat dibuat grafik hasil pengujian kekerasan. Grafik perbandingan hasil pengujian kekerasan komposit RTV 497 dapat dilihat pada gambar 9. berikut ini.
Gambar 9. Grafik Hasil Uji Kekerasan Komposit RTV 497

## 4. Kesimpulan
Pada penelitian ini telah dilakukan karakterisasi komposit berbahan silicone rubber dan talc menggunakan metode vacuum . Kesimpulan dari hasil penelitian ini dijelaskan sebagai berikut: (1) Proses perancangan cetakan menggunakan software  Solidwork  2017,  yang  dilanjutkan  dengan  proses  pembuatan  G  code  dengan  menggunakan  software Rhinoceros 6; (2) Proses permesinan yang digunakan dalam pembuatan cetakan insole sepatu adalah Non-konvensional permesinan  yaitu  dengan  mesin  CNC  ( Computerized  Numerical  Control ).  Proses  permesinan  yang  dilakukan  adalah proses  milling  untuk  pembuatan  contour  dari  insole  sepatu  pada  cetakan  kayu;  (3)  Hasil  cetakan insole sepatu menggunakan cetakan berbahan dasar kayu  secara akurasi  dimensi  , pada cetakan kaki  kiri  memiliki  akurasi  dimensi terbesar 0,19% dan yang terkecil yaitu 2,23%. Sedangkan pada cetakan kaki kanan memiliki akurasi dimensi terbesar yaitu 0,557% dan yang terkecil yaitu 2,08%. Kemudian secara organoleptis menurut SNI 12-0172-200 tentang Sepatu Kanvas  Untuk  Umum,  sudah  memenuhi  persyaratan,  yakni  bagian  atas  atau  permukaan  sol  tidak boleh  cacat  berupa lepuh, sobek, dan warna tidak merata.

## Daftar Pustaka
[1] Wunderlich,  R.E.,  &  Cavanagh,  P.R.,  2001 “ Gender  Differences  In  Adult  Foot  Shape:  Implications  For  Shoe Design,” Medicine And Science In Sports And Exercise, 33(4): 605 − 611.
[2] Giddings,  V.L.,  Beaupre,  G.S.,  Whalen,  R.T.,  &  Carter,  D.R.,  2000 ,  “ Calcaneal  loading  during  walking  and running,” Medicine & Science in Sports & Exercise, 32(3): 627 − 634.
[3] Saputro, 2021, “ Pengaruh Penambahan Talc Pada Silicone Rubber RTV 49, 52, 48, 10A, dan 00A Terhadap Tear St rength, Kekerasan, dan Densitas,” Tugas Akhir. Universitas Diponegoro, Semarang.