Pengaruh penggunaan cairan pendingin terhadap keausan dan kerusakan pahat bor pada proses pengeboran tulang kortikal

Authors

  • Arzaq Guruh Dityamri Arzaq Universitas Sang Bumi Ruwa Jurai Program Studi Teknik Mesin Author

DOI:

https://doi.org/10.71452/vwkjym67

Keywords:

Pengeboran tulang kortikal, pendinginan, keausan pahat bor, aplikasi ortopedi

Abstract

Pengeboran pada tulang kortikal merupakan prosedur yang umum dilakukan dalam praktek bedah ortopedi, terutama pada pemasangan implant. Salah satu kendala dalam proses pengeboran ini adalah meningkatnya suhu akibat interaksi antara pahat bor dan benda kerja tulang. Kenaikan suhu yang berlebih dapat memicu kerusakan termal dan nekrosis pada tulang. Oleh karena itu, penggunaan cairan pendingin banyak dikaji sebagai solusi untuk menekan peningkatan suhu selama proses pengeboran berlangsung serta mengurangi keausan pada pahat bor. Penelitian ini secara khusus menelaah pengaruh dari dua jenis cairan pendingin, yaitu larutan NaCl dan Opsite spray, terhadap mekanisme kausan serta kerusakan mata bor selama proses pengeboran tulang kortikal berlangsung. Eksperimen ini dilakukan menggunakan mesin CNC milling 3 axis dengan kecepatan putar 1500 rpm dan laju pemakanan 35 mm/min, serta tiga kondisi pengeboran dibandingkan, yaitu tanpa menggunakan cairan pendingin (kering), dengan larutan NaCl dan Opsite spray. Spesimen yang digunakan merupakan tulang kortikal sapi. Hasil penelitian ini memperlihatkan bahwa penggunaan cairan pendingin mampu secara signifikan menekan tingkat keausan pahat bor dibandingkan dengan kondisi pengeboran kering. Dari kedua jenis pendinginan yang diuji, larutan NaCl menunjukkan kinerja terbaik dengan tingkat keausan terkecil yaitu 0,041 mm pada menit ke 16,7, diikuti oleh Opsite spray dengan nilai 0,048 pada menit ke 16,7, sedangkan pengeboran dengan kondisi kering menghasilkan keausan pahat bor yang paling parah yaitu 0,064 pada menit yang sama. Temuan ini menegaskan bahwa pengunaan pendinginan khususnya NaCl, berperan penting dalam memperpanjang umur pakai pahat bor sekligus mengurangi risiko keruskan termal pada jaringan tulang.

References

H. Wang, X. Gao, B. Wang, M. Wang, Y. Liu, T. Zan, P. Gao, C. Liu, Evaluation of temperature distribution for bone drilling considering aging factor, Med. Nov. Technol. Devices 16 (2022) 100174. https://doi.org/10.1016/j.medntd.2022.100174.

G.A. Ibrahim, Y. Burhanuddin, D. Embrijakto, Analisis Kepresisisan Lobang Bor Pada Pemesinan Magnesium Az31 Menggunakan Metode Taguchi, Flywheel J. Tek. Mesin Untirta V (2019) 29. https://doi.org/10.36055/fwl.v0i0.5116.

M.R. Effatparvar, N. Jamshidi, A. Mosavar, Appraising efficiency of OpSite as coolant in drilling of bone, J. Orthop. Surg. Res. 15 (2020) 1–5. https://doi.org/10.1186/s13018-020-01710-w.

Y. Hu, Z. Yan, X. Li, C. Zhang, Q. Zheng, Prediction model of bone drilling temperature based on heat source method in surgical rehabilitation, Procedia CIRP 89 (2020) 263–269. https://doi.org/10.1016/j.procir.2020.05.150.

M. Dias, J. Guedes, C. Flanagan, S. Hollister, P. Fernandes, Optimization of scaffold design for bone tissue engineering: A computational and experimental study, Med. Eng. Phys. 36 (2014). https://doi.org/10.1016/j.medengphy.2014.02.010.

K. Alam, S.Z. Qamar, M. Iqbal, S. Piya, M. Al-Kindi, A. Qureshi, A. Al-Ghaithi, B. Al-Sumri, V. V. Silberschmidt, Effect of drill quality on biological damage in bone drilling, Sci. Rep. 13 (2023) 1–14. https://doi.org/10.1038/s41598-023-33381-y.

J.G. Tsiagadigui, B. Ndiwe, M.A. Ngo Yamben, N. Fotio, F.E. Belinga, E. Njeugna, The effects of multiple drilling of a bone with the same drill bit: thermal and force analysis, Heliyon 8 (2022) e08927. https://doi.org/10.1016/j.heliyon.2022.e08927.

A.G. Dityamri, G.A. Ibrahim, S. Harun, Y. Burhanuddin, Investigation Of Drilling Parameters Affecting Borehole Circularity In Cortical Bone, J. Ilm. Tek. Mesin 18 (2024) 71–79. https://doi.org/10.24853/sintek.18.2.71-79.

G.A. Ibrahim, Y. Burhanuddin, A. Firmansyah, A.G. Dityamri, D. Sartika, S. Harun, D. Adanta, Enhancing Precision and Reducing Surface Damage in Ti-6Al-4V ELI Cortical Screws through Optimized Polishing Techniques, Eng. Lett. 33 (2025) 886–897.

G.A. Ibrahim, Y. Burhanuddin, D. Emrijakto, A study on drill machining for Magnesium alloy using Taguchi method, IOP Conf. Ser. Mater. Sci. Eng. 857 (2020). https://doi.org/10.1088/1757-899X/857/1/012014.

G.A. Ibrahim, A. Hamni, D.A. Falah, Y. Burhanuddin, A. Arifin, D. Sartika, Dimensional Error Analysis of Cortical Screw during Threading of Magnesium AZ31, J. Adv. Res. Appl. Mech. 125 (2025) 14–26. https://doi.org/10.37934/aram.125.1.1426.

S.H. Gusri Akhyar Ibrahim, Mekanisme Aus Pahat Putar Pada Pemesinan Magnesium AZ31, Rekayasa Mesin (2020) 151–158.

J. Zuo, Y. Lin, M. He, An investigation of the adhesive effect on the flank wear properties of a WC/Co-based TiALN-coated tool for milling a Be/Cu alloy, Metals (Basel). 9 (2019). https://doi.org/10.3390/met9040444.

K. Zheng Yang, A. Pramanik, A.K. Basak, Y. Dong, C. Prakash, S. Shankar, S. Dixit, K. Kumar, N. Ivanovich Vatin, Application of coolants during tool-based machining – A review, Ain Shams Eng. J. 14 (2023) 101830. https://doi.org/10.1016/j.asej.2022.101830.

Downloads

Published

09-03-2026

Conference Proceedings Volume

Section

Manufacturing

How to Cite

[1]
A. G. D. Arzaq , Tran., “Pengaruh penggunaan cairan pendingin terhadap keausan dan kerusakan pahat bor pada proses pengeboran tulang kortikal”, Seminar Nasional Tahunan - Teknik Mesin , vol. 23, no. 1, pp. 36–43, Mar. 2026, doi: 10.71452/vwkjym67.