Analisis Struktur Desain Ruas Jari Tangan Bionik Prostesis dengan Penerapan Metode Elemen Hingga

Abstract

Teknologi prostesis tangan bionik memiliki potensi untuk membantu memulihkan fungsi tangan yang hilang akibat amputasi. Prostesis ini telah dikembangkan untuk menggantikan hampir setengah dari fungsi tangan asli dengan berbagai sistem penggeraknya. Sebelumnya, penelitian telah dilakukan untuk mengoptimalkan desain tangan bionik menggunakan metode generative design. Hasilnya menunjukkan bahwa desain ruas jari tangan yang paling optimal adalah SS-2, dengan faktor keamanan tertinggi mencapai 3,79. Desain ini memberikan nilai tegangan minimal sebesar 5,26 MPa dan nilai perpindahan maksimum sebesar 0,61 mm saat menghadapi pembebanan genggaman tipe hook grip. Oleh karena itu, penelitian ini bertujuan untuk mengevaluasi kemampuan struktural ruas jari tangan dalam konteks pembebanan genggaman tipe cylindrical power grip. Penelitian ini menggunakan metode simulasi elemen hingga dengan memanfaatkan perangkat lunak Ansys Workbench. Proses pemodelan tangan bionik dilakukan melalui perangkat lunak Autodesk Inventor. Tujuan dari penelitian ini adalah untuk mengevaluasi nilai deformasi dan tegangan pada ruas jari tangan bionik dengan menggunakan simulasi elemen hingga. ABS plastik dipilih sebagai bahan dengan menerapkan metode manufaktur aditif (3D printing) dengan parameter desain struktural, termasuk max displacement sebesar 2 mm dan faktor keamanan 4. Hasil penelitian menunjukkan bahwa deformasi dan tegangan pada ruas jari tangan bionik masing-masing sebesar 0,05 mm dan 2,38 MPa. Desain ruas jari dinilai aman untuk menanggung kasus pembebanan karena nilai tegangan yang terjadi tidak melebihi batas maksimal yang diizinkan sebesar 13,5 MPa.