Hermanto, Adnan and Dr. Ir. Putu Hadi Setyarini, ST., MT. and Dr. Ir. Slamet Wahyudi, ST., MT. (2023) Pengaruh Waktu Sand Blasting terhadap Lapisan Polylactid Acid (PLA) pada Stainless Steel 316L untuk Aplikasi Biomaterial. Sarjana thesis, Universitas Brawijaya.
Abstract
Permintaan biomaterial mengalami peningkatan setiap tahunnya di seluruh dunia karena makin tingginya jumlah pasien yang memerlukan dan menerima implan biomaterial untuk memperbaiki cacat atau kerusakan tulang. SS316L adalah salah satu biomaterial yang paling banyak digunakan untuk implan. Keuntungan utama dari material SS316L adalah biayanya yang rendah dibandingkan dengan bahan implan logam lainnya seperti titanium atau paduan kobalt. Salah satu perhatian utama dari implan logam adalah interaksi dengan jaringan inang sekitarnya. Kegagalan implan tulang sering terjadi karena kegagalan biologis disebabkan oleh kurangnya osseointegrasi yang memadai karena kontak yang buruk antara tulang dan bahan implan. Untuk meningkatkan osseointegrasi implan, permukaan SS316L harus dimodifikasi. Modifikasi bisa dilakukan dengan melapisinya dengan bahan bioaktif yang akan mendukung pertumbuhan jaringan tulang di permukaan implan biomaterial. Material polimer yang sering digunakan untuk jaringan ikat yaitu polylactid acid (PLA) sifat resipient, bioaktif, restorable, dan mudah dibuat. Sebelum proses pelapisan, material stainless steel 316L dilakukan proses sand blasting untuk memberikan kekasaran permukaan. Sand blasting dilakukan dengan variasi waktu 2, 4, 6, 8, 10 menit untuk mendapatkan kekasaran permukaan yang berbeda. Selanjutnya dilakukan pengujian kekasaran permukaan pada tiap variasi waktu sand blasting. Kemudian, stainless steel 316L diberikan proses heat treatment yang dilakukan untuk mengurangi tegangan sisa yang terjadi. Proses annealing dilakukan pada suhu 650˚C selama 30 menit dan dilakukan pendinginan pada temperatur ruangan untuk mengurangi tegangan sisa serta untuk mencegah adanya dislokasi pada struktur stainless steel 316L. Setalah itu, proses pelapisan dapat dilakukan. Pelapisan menggunakan metode injection molding dengan suhu pelelehan PLA 180˚C dan 200˚C. Didapatkan kesimpulan bahwa meningkatnya waktu sand blasting dapat mempengaruhi struktur permukaan dari SS316L. Dimana semakin meingkatnya waktu sand blasting permukaan SS316L semakin kasar. Kekasaran permukaan yang meningkat dapat mengakibatkan mechanical interlocking antara substrat dan pelapis yang menyebabkan gaya adhesif semakin kuat antarmuka pelapis dan substrat. Sehingga dengan semakin kuatnya ikatan antara substrat dan pelapis maka akan semakin sulit untuk tergedradasi oleh ethanol dikarenakan rongga yang terbentuk pada lapisan akan semakin kecil. Perbedaan pada suhu pelelehan akan berpengaruh terhadap struktur kristal yang terbentuk pada PLA, semakin tinggi suhu pelelehan maka struktur kristal akan semakin teratur. Keteraturan struktur kristal tersebut akan berpengaruh terhadap kemampuan penyerapan dari spesimen uji dimana semakin teratur struktur kristalnya maka akan semakin sulit untuk cairan dapat menyerap di spesimen. Sehingga semakin tinggi suhu pelelehan maka spesimen akan semakin sulit untuk terdegradasi.
English Abstract
The demand for biomaterials is increasing every year worldwide due to the increasing number of patients who need and receive biomaterial implants to repair bone defects or damage. SS316L is one of the most widely used biomaterials for implants. The main advantage of the SS316L material is its lower cost compared to other metal implant materials such as titanium or cobalt alloys. One of the main concerns of metal implants is interaction with nearby host tissues. Bone implant failure is often due to biological failure caused by a lack of adequate osseointegration due to poor contact between the bone and the implant material. To improve the osseointegration of the implant, the SS316L surface had to be modified. Modifications can be made by coating it with bioactive materials that will support the growth of bone tissue on the surface of the implanted biomaterial. The polymer material that is often used for connective tissue is polylactic acid (PLA), which is a recipient, bioactive, restorable, and easy to manufacture. Before the coating process, the 316L stainless steel material is subjected to a sandblasting process to provide surface roughness. Sandblasting was carried out with time variations of 2, 4, 6, 8, and 10 minutes to obtain different surface roughness. Furthermore, the surface roughness test was carried out at each variation of sandblasting time. Then, 316L stainless steel is given a heat treatment process which is carried out to reduce the residual stress that occurs. The annealing process was carried out at 650˚C for 30 minutes and cooled down at room temperature to reduce residual stresses and prevent dislocations in the 316L stainless steel structure. After that, the coating process can be done. The coating uses the injection molding method with PLA melting temperatures of 180˚C and 200˚C. The results of the surface roughness test showed that the longer the sand blasting time, It was concluded that increasing sandblasting time could affect the surface structure of SS316L. Whereas the sandblasting time increases, the surface of SS316L gets rougher. Increased surface roughness can result in mechanical interlocking between the substrate and coating which causes stronger adhesive forces at the interface between coating and substrate. So that the stronger the bond between the substrate and the coating, the more difficult it will be to be degraded by ethanol because the voids formed in the coating will be smaller. The difference in melting temperature will affect the crystal structure formed in PLA, the higher the melting temperature, the more orderly the crystal structure will be. The regularity of the crystal structure will affect the absorption ability of the test specimen whereas the more regular the crystal structure, the more difficult it will be for the liquid to absorb in the specimen. So that the higher the melting temperature, the more difficult the specimen will be degraded.
| Item Type: | Thesis (Sarjana) |
|---|---|
| Identification Number: | 052307 |
| Uncontrolled Keywords: | Sand Blasting, Injection Molding, Stainless Steel 316L, PLA |
| Subjects: | 600 Technology (Applied sciences) > 624 Civil engineering > 624.1 Structural engineering and underground construction > 624.18 Materials > 624.182 Metals > 624.182 1 Iron and steel (Ferrous metal) |
| Divisions: | Fakultas Teknik > Teknik Mesin |
| Depositing User: | Unnamed user with username tunjungsari |
| Date Deposited: | 09 Jan 2024 06:19 |
| Last Modified: | 09 Jan 2024 06:19 |
| URI: | http://repository.ub.ac.id/id/eprint/206502 |
![[thumbnail of DALAM MASA EMBARGO]](http://repository.ub.ac.id/style/images/fileicons/text.png) |
Text (DALAM MASA EMBARGO)
Adnan Hermanto.pdf Restricted to Registered users only until 31 December 2025. Download (3MB) |
Actions (login required)
 |
View Item |