Abstrak

Fiksasi patah tulang dengan sekrup tulang logam memiliki berbagai risiko. Sekrup tulang bioabsorbable yang dapat terurai dalam tubuh muncul untuk mengatasi kekurangan dari sekrup tulang logam. Penelitian ini menggunakan dua jenis material sekrup tulang logam yaitu PLA dan PGA. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui pengaruh parameter dalam injection molding terhadap respon shrinkage dan warpage, mengetahui kombinasi parameter optimal, serta membandingkan antara kedua jenis material. Parameter dalam penelitian ini antara lain temperatur leleh, temperatur cetakan, waktu injeksi, waktu pendinginan, dan waktu packing.  Penelitian ini menggunakan metode Taguchi dan Particle Swarm Optimization (PSO). Berdasarkan ANOVA, temperatur leleh, waktu injeksi, dan waktu packing berpengaruh terhadap injection molding material PLA, sedangkan untuk material PGA, faktor yang berpengaruh adalah temperatur cetakan, temperatur leleh, dan waktu injeksi. PLA memberikan nilai shrinkage dan warpage yang lebih baik setelah optimasi dibanding PGA.  Akan tetapi, PGA memberikan memiliki kekuatan mekanik yang lebih baik dibanding sekrup tulang PLA.
Kata kunci : shrinkage, warpage, sekrup tulang bioabsorbable, PLA, PGA, Taguchi, Particle Swarm Optimization (PSO)

Abstract

Application of metal bone screw for internal fixation has many risks and several disadvantages. Bioabsorbable bone screw that can be degraded inside human body is a solution to the disadvantages of metal bone screw. This research used two kinds of polymer such as PLA and PGA as a material of the bone screw. This research aims to understand the effect of injection molding parameters to shrinkage and warpage of the bone screw, find the best parameters combination to obtain the optimal responses, and compare PLA and PGA in terms of injection molding quality and mechanical strength. Parameters used in this experiment are melt temperature, mold temperature, injection time, cooling time, and packing time. This research use Taguchi method and Particle Swarm Optimization (PSO). Based on the ANOVA result, melt temperature, injection time, and packing time have a significant effect to shrinkage and warpage of PLA bone screw. On the other hand, the significant factors of PGA bone screw are mold temperature, melt temperature, and injection time. PLA bone screw has a better shrinkage and warpage value after optimization compared to PGA. However, PGA bone screw has a better mechanical strength compared to PLA.
Keywords : shrinkage, warpage, bioabsorbable bone screw, PLA, PGA, Taguchi, Particle Swarm Optimization (PSO)