Optimization of Wall Thickness and Flow Pressure in Thin-Wall Injection Molding Using Analytical Modeling and MATLAB Simulation

Abstrak

Thin-wall injection molding merupakan teknologi penting dalam produksi komponen berdinding tipis yang menuntut tekanan injeksi tinggi dan kontrol aliran yang presisi. Ketebalan dinding menjadi parameter kritis karena mempengaruhi penurunan tekanan (pressure drop) dan kemampuan pengisian cetakan. Penelitian ini bertujuan mengoptimalkan ketebalan dinding melalui pemodelan matematis berbasis model fluida non-Newtonian power-law dan simulasi numerik menggunakan MATLAB. Persamaan diferensial tekanan terhadap jarak aliran diturunkan berdasarkan asumsi aliran Hele-Shaw, kemudian disimulasikan untuk beberapa variasi ketebalan dinding (0,4–1,2 mm). Hasil simulasi menunjukkan hubungan non-linear antara ketebalan dinding dan tekanan aliran, di mana penurunan ketebalan dari 1,0 mm ke 0,5 mm meningkatkan kebutuhan tekanan injeksi secara signifikan. Optimasi menunjukkan batas ketebalan minimal yang masih dapat diproduksi tanpa melebihi kapasitas tekanan mesin. Penelitian ini menyimpulkan bahwa pendekatan analitis–numerik dapat digunakan sebagai alat prediktif untuk desain produk tipis secara lebih akurat.