PENGARUH FLOW EXTRUSION 3D PRINTING PADA PEMBUATAN INTERFERENCE SCREW MENGGUNAKAN FILAMEN BIOKOMPOSIT (PCL/PLA/HA) TERHADAP SIFAT MEKANIK DAN BIODEGRADABLE

*Muhammad Fahrizal Almeir  -  Department of Mechanical Engineering, Universitas Diponegoro, Jl. Prof. Sudarto, SH, Tembalang, Semarang, Indonesia 50275, Indonesia
Rifky Ismail  -  Department of Mechanical Engineering, Universitas Diponegoro, Jl. Prof. Sudarto, SH, Tembalang, Semarang, Indonesia 50275, Indonesia
Athanasius Priharyoto Bayuseno  -  Department of Mechanical Engineering, Universitas Diponegoro, Jl. Prof. Sudarto, SH, Tembalang, Semarang, Indonesia 50275, Indonesia
Deni Fajar Fitriyana  -  Departemen Teknik Mesin, Fakultas Teknik, Universitas Negeri Semarang, Indonesia

Citation Format:
Abstract

Penggunaan metode 3D print Fused Deposition Modelling (FDM) telah menjadi alternatif pengganti metode casting untuk pembuatan interference screw. Teknik 3D printing mampu menghasilkan screw dengan karakteristik geometri yang ideal. Parameter percetakan menjadi hal yang perlu diperhatikan untuk menghasilkan screw dengan sifat mekanik dan sifat fisik terbaik. Pada penelitian ini dialkukan pembuatan nterference screw yang terbuat dari filament biokomposit (85% PLA, 15% PCL, dan HA 5%wt) dengan metode 3D printing. Variabel tetap pada proses 3D print yaitu suhu nozzle dan suhu bed yang digunakan sebesar 205oC dan 60oC. Variasi parameter print pada penelitian kali ini adalah nilai flow extrusion. Nilai flow extrusion yang digunakan yaitu 115%. Pengujian yang dilakukan pada penelitian ini diantara lain ialah uji densitas, uji torsi, analisis patahan, dan uji biodegradable, yang dimana interference screw akan dibandingkan hasilnya dengan interference screw pada penelitian sebelumnya dengan nilai flow extrusion 100%. Dari penelitian yang dilakukan kali ini dapat disimpulkan bahwa nilai flow extrusion berpengaruh terhadap mechanical properties, terutama pada hasil pengujian densitas dan uji biodegradable dari interference screw. Hal tersebut terjadi dikarenakan nilai densitas yang semakin besar dapat menyebabkan filamen yang diekstrusi untuk membuat interference screw lebih rapat, dan minim untuk terdapat rongga pada tiap lapisannya. Sehingga interference screw yang dihasilkan memiliki laju degradasi yang semakin kecil. Interference screw pada penelitian kali ini, dengan nilai flow extrusion 115% menghasilkan screw dengan sifat mekanik dengan nilai densitas sebesar 1,17 gr/cm³, nilai torsi sebesar 661 N.mm.

Fulltext View|Download
Keywords: 3d print; hidroksiapatit; interference screw; polycaprolactone (pcl); polylactic-acid (pla)
Article Info
Section: Articles
Language : ID
Recent articles
ANALISIS RANGKA SEPEDA MOTOR JENIS MONOCOQUE DENGAN MATERIAL KOMPOSIT MENGGUNAKAN METODE ELEMEN HINGGA PERMODELAN DAN ANALISA PENGARUH LEBAR SPOKE PADA VELG KENDARAAN RODA 4 TERHADAP KEKUATAN VELG MENGGUNAKAN METODE ELEMEN HINGGA KARAKTERISTIK DAN PERFORMA CYCLONE SEPARATOR DENGAN PENAMBAHAN VORTEX FINDER (TAPPERED OUT – CYLINDER IN) DAN VARIASI PENDINGINAN PADA CONE CYCLONE DENGAN MENGGUNAKAN SIMULASI NUMERIK More recent articles
  1. Ismail, R., Fitriyana, D. F., Bayuseno, A. P., Munanda, R., Muhamadin, R. C., Nugraha, F. W., Rusiyanto, Setiyawan, A., Bahatmaka. A., Firmansyah, H, N., Anis, S., Irawan, A. P., Siregar, J. P., Cionita, T. (2023). Design, Manufacturing and Characterization of Biodegradable Bone Screw from PLA Prepared by Fused Deposition Modelling (FDM) 3D Printing Technique, 103(2), 205-215
  2. Ahn, S. H., Park, S.-M., Park, S. Y., Yoo, J.-I., Jung, H.-S., Nho, J.-H., Kim, S. H., Lee, Y.-K., Ha, Y.-C., & Jang, S. (2020). Osteoporosis and osteoporotic fracture fact sheet in Korea. Journal of Bone Metabolism, 27(4), 281
  3. Opinião, G., Sardinha, M., Ribeiro, N. A., Vaz, M. F., & Reis, L. (2022). Development of a fused filament fabricated bioabsorbable interference screw for anterior cruciate ligament regeneration. Procedia Structural Integrity, 42, 1266–1273. https://doi.org/10.1016/j.prostr.2022.12.161
  4. Hu, B., Shen, W., Zhou, C., Meng, J., Wu, H., & Yan, S. (2018). Cross Pin Versus Interference Screw for Femoral Graft Fixation in Hamstring Anterior Cruciate Ligament Reconstruction: A Systematic Review and Meta-analysis of Clinical Outcomes. Arthroscopy - Journal of Arthroscopic and Related Surgery, 34(2), 615–623. https://doi.org/10.1016/j.arthro.2017.07.031
  5. Mubarak, M. H., Bayuseno, A. P., Ismail, R. (2022) “Pengaruh Suhu Ekstrusi Terhadap Densitas dan Laju Degradasi Pada Filamen 3D Print Berbahan PLA, PCL, dan HA, Jurnal Teknik Mesin , 10(01), hal. 53–58
  6. Bagaskara, I. F., Bayuseno, A. P., Ismail, R. (2022) “Pengujian Densitas Dan Biodegredable Material Filament 3D Print Bio-Komposit Berbahan PCL , PLA Dan Hidroksiapatit Cangkang, Jurnal Teknik Mesin, 10(1), hal. 13–18
  7. Jamari, J., Fitriyana, D. F., Ramadhan, P. S., Nugroho, S., Ismail, R., & Bayuseno, A. P. (2022). Interference screws 3D printed with polymer-based biocomposites (HA/PLA/PCL). Materials and Manufacturing Processes. https://doi.org/10.1080/10426914.2022.2157428
  8. Triyono, J., Sukanto, H., Saputra, R. M., & Smaradhana, D. F. (2020). The effect of nozzle hole diameter of 3D printing on porosity and tensile strength parts using polylactic acid material. Open Engineering, 10(1), 762–768. https://doi.org/10.1515/eng-2020-0083
  9. Mahyudin, F. dkk. (2019) “Uji Biokompabilitas pada Implan Orthopedi Antara Implan Impor, Implan Lokal dari Material Impor, dan Prototipe Stainless Steel 316L dari Material Lokal,” Qanun Medika - Medical Journal Faculty of Medicine Muhammadiyah Surabaya, 3(1), hal. 7. doi: 10.30651/jqm.v3i1.1612
  10. Boparai, K. S., Singh, R. dan Singh, H. (2016) “Development of rapid tooling using fused deposition modeling: A review,” Rapid Prototyping Journal, 22(2), hal. 281–299. doi: 10.1108/RPJ-04-2014-0048
  11. Smith&Nephew. (2021). BIOSURE HA and BIOSURE PK
  12. Moldovan, F., & Bățagă, T. (2020). Torque Control during Bone Insertion of Cortical Screws. Procedia Manufacturing, 46, 484–490. https://doi.org/10.1016/j.promfg.2020.03.070
  13. Moura, C. S., Ferreira, F. C., & Bártolo, P. J. (2016). Comparison of Three-dimensional Extruded Poly (ɛ-Caprolactone) and Polylactic acid Scaffolds with Pore size Variation. Procedia CIRP, 49, 209–212. https://doi.org/10.1016/j.procir.2015.11.018

Last update:

No citation recorded.

Last update:

No citation recorded.