Pengembangan Purwarupa Produk Puzzle Anatomi Cranium Berbasis 3D-Printing dan 3D-Scanning

GILANG ARGYA DYAKSA, Dr. Eng. Herianto, S.T., M.Eng. ; dr. Nur Arfian, Ph. D

2021 | Tesis | MAGISTER TEKNIK MESIN

Pembelajaran anatomi merupakan salah satu hal sangat penting dipelajari di bidang kesehatan. Anatomi dipelajari menggunakan tubuh yang didonorkan untuk pembelajaran yang biasa disebut kadaver. Sejak tahun 2001 hampir tidak lagi menerima kadaver, memicu pengembangan media ajar anatomi, salah satunya adalah menggunakan model anatomi 3 dimensi (3D). Additive manufacturing (AM) atau yang biasa dikenal dengan istilah 3D printing telah berkembang sangat pesat selama 2 dekade terakhir, merupakan teknologi yang digunakan untuk menghasilkan model fisik atau prototype. Tujuan dari penelitian ini adalah melakukan pengembangan metode pengolahan data digital imaging and communications in medicine (DICOM) untuk dijadikan model 3D yang dapat diproduksi menggunakan 3D printing dengan metode fused deposition modeling (FDM) yang akan digunakan untuk media ajar alternatif anatomi. Penelitian ini dilakukan dengan tahapan, pengambilan data cranium (image acquisition) dari 3D scanning radiologi (computed tomography/CT Scan), pengolahan data 3D scanning (image post-processing) dan pembuatan produk 3Dprinting anatomi tubuh manusia (additive manufacturing), pembuatan prototipik cranium berupa produk bongkar pasang tulang pertulang. Model yang sudah jadi akan divalidasi oleh dokter bagian anatomi fakultas kedokteran (FK) UGM untuk memilih data dan model cranium. Hasil dari penelitian ini dapat menghasilkan media ajar anatomi yang sesuai dengan atlas anatomi yang ditunjukkan pada penilaian menggunakan performance sheet yang menilai kemampuan media ajar untuk menunjukkan detil struktur dan dapat menghasilkan media ajar dengan surface performance bernilai 9 dari 10. Proses mengoptimalkan parameter printing FDM pada penelitian ini menggunakan metode Taguchi dan mendapatkan kombinasi parameter yang optimal yaitu menggunakan nozzle temperature 205oC, printing speed 50 mm/s, dan layer thickness 0.1 mm. Kombinasi parameter ini mendapatkan nilai performance 95.822 menggunakan predict Taguchi result pada minitab 19.

Anatomy course is one of the most important things to learn in the health sector and studied using a physical model called a cadaver. Since 2001 have almost stopped accepting cadavers, have triggered the development of anatomy teaching media, one of which is the use of 3-dimensional (3D) anatomical models. Additive manufacturing (AM) or commonly known as 3D printing has developed very rapidly over the last 2 decades, a technology used to produce physical models or prototypes. The aim of this research is to develop DICOM data processing methods (digital imaging and communications in medicine) to be made into 3D models that can be produced using 3D printing with the fused deposition modeling (FDM) method. This research was conducted by carrying out several steps, taking cranium data (image acquisition) from 3D scanning radiology (computed tomography/CT scan), processing 3D scanning data (image post-processing) and making 3D-printing products for human anatomy (additive manufacturing), making a prototype cranium in the form of bones puzzled. Finished model will be validated by a doctor from the anatomy department of the UGM medical faculty to select the data and cranium model. The results of this study can produce anatomical teaching media that can show structural detail according to anatomical atlas. This result is shown in the assessment using a performance sheet which analyze the ability of the teaching media to show structural details and can produce teaching media with a surface performance of 9 out of 10. The process of optimizing FDM printing parameters in this research used Taguchi method and got the optimal combination of parameters that were nozzle temperature of 2050C, a printing speed of 50 mm / s, and a layer thickness of 0.1 mm. This combination of parameters obtained a performance value of 95.822 using the Predict Taguchi result in Minitab 19.

Kata Kunci : anatomy, cranium ,3D printing