Analysis Effect Of Temperature And Holding Time Heat Treatment Reducing PLA Levels On The Tensile Strength Of 3D Printed Titanium-PLA

Abstract

Titanium adalah logam biokompatibel yang umum diterapkan di bidang biomedis seperti implan tulang dan gigi. Pembuatan implan biasanya menggunakan 3D printing teknik Selective Laser Melting (SLM). Baru-baru ini diproduksi filamen titanium-PLA, untuk 3D printing teknik Fused Deposition Modeling (FDM) yang lebih mudah dioperasikan dan mesin yang terjangkau. Filamen titanium-PLA mengandung <20% PLA, yang juga biokompatibel tetapi hidrofobik dan mampu menghasilkan peradangan pada jaringan hidup di sekitarnya karena afinitasnya yang sangat rendah terhadap sel bila digunakan sebagai bahan jaringan buatan. Sehingga diperlukan perlakuan panas untuk mengurangi atau bahkan menghilangkan PLA. Tujuan pengurangan kandungan PLA akan mengacu pada kekuatan tarik yang dihasilkan. Untuk mengetahui suhu yang tepat untuk menurunkan kadar PLA, dilakukan Analisis Termogravimetri (TGA). Spesimen diberi perlakuan panas dengan empat suhu dan dua waktu penahanan pada 100 °C, 160 °C, 190 °C, 543 °C dan 60 menit, 120 menit. Massa spesimen ditimbang sebelum dan sesudah perlakuan panas untuk mengetahui pengurangan massa kemudian diuji tarik, pengamatan mikrograf dan fraktograf. Hasilnya adalah pengurangan massa yang rendah, kekuatan tarik tertinggi dari spesimen heat treatment dengan temperature 160 °C dan holding time 60 menit adalah 18,310 MPa. Namun masih di bawah kekuatan spesimen non heat treatment yaitu 19,890 MPa. Spesimen dengan kekuatan tarik rendah memiliki struktur mikro yang menunjukkan distribusi partikel titanium yang tidak merata, dan fraktograf menunjukkan porositas pada spesimen dengan kekuatan tarik terendah.