Vady při vstřikování - Identifikace, příčiny a řešení 2025

Úvod - náklady na vady ve výrobě

Vady při vstřikování jsou jedním z největších skrytých nákladů v průmyslu zpracování plastů. Typický výrobní závod v Polsku eviduje 3-8% zmetkovitosti v sériové výrobě, což při roční hodnotě výroby 5 milionů PLN znamená ztrátu 150 000-400 000 PLN ročně.

Problém nekončí u nákladů na materiál - každý vadný díl představuje také ztracenou energii, strojní čas, náklady na kontrolu kvality a potenciální reklamace. V odvětví automotive, kde požadavky na kvalitu jsou Cpk minimum 1.67, může dokonce malý nárůst zmetkovitosti znamenat ztrátu kontraktu v hodnotě milionů zlotých.

Dobré zprávy? Firmy, které zavedly systematický přístup ke kontrole kvality na vstřikovacích strojích Tederic, hlásí snížení zmetkovitosti o 60-80% během 6-12 měsíců. Podle průmyslových údajů představuje 6 nejčastějších vad 91% všech defektů - jejich eliminací dosáhnete dramatického zlepšení kvality.

V tomto průvodci představujeme těchto 6 vad, jejich příčiny a konkrétní řešení s parametry pro stroje Tederic, spolu s reálnou případovou studií polské firmy, která snížila zmetkovitost o 82%.

Flash (přetok) - 35% všech vad

Flash (přetok, výrůstek) je tenká vrstva materiálu (0.01-0.5mm) vytékající mimo dělicí linii formy. Je to nejčastější vada ve vstřikovací výrobě.

Identifikace

• Tenký okraj materiálu podél dělicí linie formy nebo vyhazovačů
• Může být průběžný nebo lokální
• Ostré hrany mohou představovat riziko říznutí

Hlavní příčiny

1. Nedostatečná uzavírací síla

Pokud je vstřikovací tlak příliš vysoký vzhledem k uzavírací síle, desky formy se během vstřikování rozevřou.

Test: Požadovaná síla [T] = Promítaná plocha [cm²] × Vstřikovací tlak [bar] / 100

2. Opotřebení formy

Mechanické opotřebení styčných ploch po 300k-1M cyklech nebo promáčknutí od nečistot.

3. Příliš vysoký tlak/rychlost vstřikování

Nadměrný tlak vhání materiál mikroskopickými mezerami.

Řešení Tederic

Krok 1: Zvyšte uzavírací sílu

• Zvyšte o 10-20% (např. z 80% na 95% maximální síly)
• Pozor: Nepřekračujte 100% - riziko poškození formy

Krok 2: Snižte tlak/rychlost vstřikování

• Vstřikovací tlak: Snižte o 10-15% (např. z 1200 bar → 1050 bar)
• Rychlost vstřikování: Snižte o 15-20% (např. ze 120 mm/s → 95 mm/s)

Krok 3: Zvyšte viskozitu materiálu

• Snižte teplotu válce o 10-15°C
• Snižte teplotu trysky o 5-10°C

Krok 4: Údržba formy

• Důkladné čištění dělicí linie
• Inspekce povrchu z hlediska promáčklin
• Při vysokém opotřebení: regenerace formy (broušení)

Nedostřiky - 18% všech vad

Short shot (nedostřik) je neúplné vyplnění dutiny formy - díl je neúplný, chybí části geometrie.

Identifikace

• Díl neúplný - chybějící sekce, obvykle nejvzdálenější od vstřikovacího bodu
• Neúplná žebra, montážní výstupky, tenké stěny
• Díl nepoužitelný

Hlavní příčiny

1. Příliš malá dávka materiálu - vstřikovací stroj neplastifikuje dostatečné množství.

2. Příliš nízká teplota - materiál tuhne před vyplněním dutiny.

3. Příliš nízká rychlost/tlak - materiál nedosáhne konce formy.

4. Ucpaná tryska - nágar nebo ztuhnutý materiál.

Řešení Tederic

Krok 1: Zvyšte velikost dávky

• Zvyšte o 5-10% (např. z 45mm → 48mm pozice šneku)
• Pravidlo: velikost dávky by měla být 40-80% kapacity šneku

Krok 2: Zvyšte teplotu materiálu

• Zóny válce: +10-20°C všechny zóny
• Tryska: +10-15°C
• Příklad pro PP: z 200-210-220-230°C → 210-220-230-240°C

Krok 3: Zvyšte rychlost a tlak

• Rychlost vstřikování: +15-25% (např. 80 mm/s → 100 mm/s)
• Vstřikovací tlak: +10-20% (např. 900 bar → 1050 bar)

Krok 4: Čištění trysky

• Proplachněte vstřikovací stroj čisticím materiálem
• Odstraňte nakupený ztuhnutý materiál z trysky

Deformace - 12% všech vad

Deformace (warpage, deformace) je vada, kdy se díl po vyjmutí z formy zkroutí, ohýbá nebo stočí. Jedna z nejtěžších vad k eliminaci.

Identifikace

• Zakřivené plochy tam, kde by měly být rovné
• Test rovinnosti: díl na stole - dotýkají se všechny body?
• Automotive typicky vyžaduje <2mm deformace pro velké díly

Hlavní příčiny

Mechanismus: Deformace vzniká v důsledku nerovnoměrného smršťování materiálu během chlazení.

1. Nerovnoměrné chlazení - jedna strana se chladí rychleji → různé smršťování → ohnutí

2. Vnitřní pnutí - příliš vysoký dotlačovací tlak "zamrazuje" pnutí

3. Molekulární orientace - molekuly se orientují ve směru toku → anizotropní smršťování

Řešení Tederic

Strategie 1: Optimalizace chlazení

• Teplota formy: Zvyšte o 10-20°C (pomalejší, rovnoměrnější chlazení)
• Příklad PP: z 40°C → 55°C
• Doba chlazení: Prodlužte o 20-30% (umožněte úplnější krystalizaci)

Strategie 2: Snížení dotlačovacího tlaku

• Holding pressure: Snižte o 15-25% (např. z 750 bar → 600 bar)
• Snižuje vnitřní pnutí
• Kompromis: Pozor na propadliny

Strategie 3: Kontrola teploty materiálu

• Snižte gradient mezi zónami válce
• Místo 200-210-220-230°C → 215-215-220-220°C (plošší profil)

Poznámka: Deformace často vyžaduje kompromis mezi parametry. Použijte DOE (Design of Experiments) k nalezení optimálních nastavení.

Sink marks (propadliny) - 25% všech vad

Sink marks (propadliny, vtlačeniny) jsou lokální prohlubně na povrchu dílu, obvykle v oblastech s tlustými průřezy nebo u žeber.

Identifikace

• Mělké prohlubně (0.1-2mm) na vnějším povrchu
• Lokalizace: naproti tlustým sekcím, montážním výstupkům, žebrům
• U dílů třídy A: neakceptovatelná vada

Hlavní příčiny

Mechanismus: Když se tlustá sekce dílu smršťuje uvnitř, ztuhnutá vnější vrstva je "nasávána" dovnitř → sink mark.

Rizikové faktory:

• Velká tloušťka stěny (>3mm pro PP, >4mm pro PA)
• Nerovnoměrná tloušťka stěny
• Žebra tlustší než 60% nominální tloušťky stěny
• Nedostatečný dotlačovací tlak

Řešení Tederic

Krok 1: Zvyšte tlak a čas dotlačování

• Holding pressure: Zvyšte o 15-30% (např. 500 → 650 bar)
• Holding time: Prodlužte o 3-8 sekund
• Pokračujte v dotlačování až do zamrznutí vstřikovacího bodu

Krok 2: Zvyšte shot size

• Více materiálu dostupného pro fázi dotlačování
• Zvyšte o 3-7%

Krok 3: Snižte teplotu formy

• Rychlejší solidifikace povrchové vrstvy → lepší podpora
• Snižte o 5-15°C
• Kompromis: Může zvýšit riziko deformací

⚠️ Pozor: Sink marks a warpage mají opačná řešení. Najděte kompromisní nastavení - priorita závisí na aplikaci (Class A surfaces vs díly přesného dosednutí).

Burn marks (opálení materiálu)

Burn marks (opálení, černé skvrny) jsou tmavá zabarvení nebo zuhelnatělé oblasti vzniklé v důsledku lokálního přehřátí materiálu.

Identifikace

• Tmavé skvrny (hnědé, černé) obvykle v koncových oblastech plnění
• Charakteristický zápach spálení
• Materiál může být křehký, oslabený

Hlavní příčiny

Dieselový efekt: Zachycený vzduch ve formě se komprimuje během vstřikování, teplota stoupá na 400-600°C, zapaluje materiál.

Další příčiny: Nadměrná teplota válce, příliš dlouhý čas zdržení, střižné zahřívání při vysokých rychlostech.

Řešení Tederic

Krok 1: Zlepšete odvzdušnění (modifikace nástroje)

• Nejúčinnější řešení
• Přidejte odvzdušňovače 0.02-0.05mm na dělicí linii
• Dočasné obejití: mírně snižte uzavírací sílu (riziko přetoku!)

Krok 2: Snižte rychlost vstřikování

• Pomalejší vstřikování → menší komprese vzduchu
• Snižte o 20-40%
• Zejména v koncové fázi plnění

Krok 3: Snižte teploty

• Teplota válce: -10-20°C
• Nižší teplota = méně náchylný k degradaci

Krok 4: Manipulace s materiálem

• Správně vysušte materiál (vlhkost → páry → burn marks)
• PA, PET, PC: sušení 80-100°C, 4-6h
• Omezte recyklát na maximálně 20-30%

Weld lines (spojovací linie) - 8% všech vad

Weld lines (spojovací linie, knit lines) jsou viditelné linie vznikající v místech, kde se setkávají a spojují dvě fronty tekoucího materiálu.

Identifikace

• Tenká linie na povrchu dílu (0.01-0.1mm)
• Lokalizace: pod otvory, za sloupky, při více vstřikovacích bodech
• U průhledných materiálů: velmi viditelná
• Pevnost spojovací linie: typicky 60-90% původní pevnosti

Hlavní příčiny

Mechanismus: Dvě fronty se setkávají při nízké teplotě → slabé molekulární spojení → viditelná linie, nízká pevnost.

Řešení Tederic

Strategie 1: Zvyšte teplotu materiálu

• Teplota válce: +15-25°C všechny zóny
• Teplota trysky: +10-15°C
• Teplota formy: +10-20°C (fronty zůstávají horké déle)

Strategie 2: Zvyšte rychlost vstřikování

• Rychlejší vstřikování → menší chlazení před spojením
• Zvyšte o 20-40%

Strategie 3: Zvyšte dotlačovací tlak

• Vyšší tlak nutí fronty k lepšímu spojení
• Zvyšte o 15-25%

Poznámka: Weld lines nelze vždy eliminovat - akceptace závisí na aplikaci (Class A surfaces vs skryté povrchy vs strukturní díly).

Diagnostická matice - rychlé řešení problémů

Následující tabulka obsahuje rychlé opravy pro 6 nejčastějších vad:

Vada	První pokus	Druhý pokus	Zdrojové řešení
Flash	↑ Uzavírací síla +15%	↓ Vstřikovací tlak -15%	Údržba formy
Short shot	↑ Velikost dávky +10%	↑ Teplota válce +15°C	Čištění trysky, odvzdušnění
Deformace	↑ Teplota formy +15°C	↓ Holding pressure -20%	Optimalizace chlazení
Sink marks	↑ Holding pressure +20%	↑ Holding time +5 sek	Design: snížit tloušťku stěny
Burn marks	↓ Rychlost vstřikování -30%	↓ Teplota válce -15°C	Přidat odvzdušňovače
Weld lines	↑ Teplota tavení +20°C	↑ Rychlost vstřikování +30%	Relokace vstřikovacího bodu

Systematický přístup: Testujte parametry postupně, měňte jednu proměnnou najednou, dokumentujte výsledky. Použijte DOE (Design of Experiments) pro složité případy.

Případová studie - snížení zmetkovitosti o 82%

Výrobce PP obalů - komplexní optimalizace

Firma: Výrobce jednorázových PP kelímků, Mazovsko, 80 zaměstnanců

Výroba: 200ml kelímky tenkostěnné, forma 8-násobková, 350k ks/den

Stroj: Tederic TRX-M.260

Počáteční problém:

• Zmetkovitost: 6.8% (23 800 vadných kelímků/den)
• Mix vad: Nedostřiky 38%, Deformace 29%, Flash 18%, Opálení 15%
• Ztráta: ~420k PLN/rok

6měsíční program - systematický přístup:

Měsíc 1-2: Sběr dat, Paretova analýza → Nedostřiky = priorita #1

Měsíc 3: Eliminace nedostřiků

• Příčina: Velikost dávky 42% (příliš nízká)
• Řešení: Zvýšeno na 55%, teplota +12°C
• Výsledek: 2.6% → 0.3% (-88%) ✅

Měsíc 4: Redukce deformací

• Příčina: Nerovnoměrné chlazení
• Řešení: Teplota formy 40°C → 58°C, +8 sek chlazení
• Výsledek: 2.0% → 0.6% (-70%) ✅

Měsíc 5: Eliminace flash

• Příčina: Opotřebení formy (350M cyklů)
• Řešení: Regenerace formy (broušení dělicí linie)
• Výsledek: 1.2% → 0.1% (-92%) ✅

Konečné výsledky po 6 měsících:

• Zmetkovitost: 6.8% → 1.2% ✅ (-82% redukce)
• Dobré díly: 326k → 346k denně (+6% výkonnost!)
• Úspory: ~360k PLN/rok získáno zpět
• Investice: 45k PLN (regenerace + software SPC)
• ROI: 1.5 měsíce ✅

ROI investice do kvality

Kvalita není nákladové centrum - je to ziskové centrum!

Příklad kalkulace úspor

Předpoklady: 5M dílů/rok, náklad 3.60 PLN/díl (materiál + energie + práce)

Scénář A: Defect rate 5% (současný stav - špatný)

• Vadné díly: 250 000/rok
• Promarněný náklad: 900 000 PLN/rok ❌

Scénář B: Defect rate 2% (zlepšení na průměr)

• Vadné díly: 100 000/rok
• Promarněný náklad: 360 000 PLN/rok
• Úspory: 540 000 PLN/rok ✅

Scénář C: Defect rate 0.5% (světová třída)

• Vadné díly: 25 000/rok
• Promarněný náklad: 90 000 PLN/rok
• Úspory: 810 000 PLN/rok ✅

Typické investiční náklady

Optimalizace procesu: 15-25k PLN (DOE studie, testovací materiál)

• Očekávané zlepšení: 30-50% redukce vad
• ROI: <1 měsíc

Regenerace nástroje + optimalizace: 40-85k PLN

• Očekávané zlepšení: 60-80% redukce vad
• ROI: <2 měsíce

Kompletní systém SPC + automatizace: 110-215k PLN

• Očekávané zlepšení: 70-90% redukce + automatizované sledování
• ROI: 2-4 měsíce
• Další výhody: Identifikovatelnost, výstrahy v reálném čase, prediktivní údržba

Shrnutí a další kroky

Klíčové závěry

1. 6 vad = 91% problémů

Flash, sink marks, short shots, warpage, weld lines, burn marks - eliminací těchto vad dosáhnete dramatického zlepšení kvality.

2. Většina vad má konkrétní, rozpoznatelné příčiny

Systematický přístup (5 Proč, Ishikawa, DOE) vede k řešením. 80% lze eliminovat úpravou parametrů stroje.

3. Vstřikovací stroje Tederic umožňují dosáhnout Cpk>2.0

NEO series: opakovatelnost <0.5%, kontrola teploty ±2°C. DREAM series: <0.3% repeatability, ±1°C. To je základ pro světovou kvalitu.

4. ROI investice do kvality je astronomický

Typicky <3 měsíce návratnosti pro optimalizaci procesu, <6 měsíců pro vylepšení nástrojů. Úspory trvající roky.

5. Kvalita = konkurenční výhoda

V automotive, medical, packaging - požadavky na kvalitu jsou vstupní jízdenkou. Dodavatelé s Cpk>2.0 a zmetkovitostí <1% získávají kontrakty.

Co udělat teď - Akční plán

1. Změřte současný stav

• Začněte sledovat zmetkovitost (i jednoduchá tabulka)
• Kategorizujte vady podle typu
• Vypočítejte náklady kvality (vady × náklad na díl)

2. Paretova analýza - identifikujte hlavní problémy

• Které 2-3 vady představují 70-80% problémů?
• Soustřeďte úsilí na hlavní priority

3. Analýza základních příčin

• 5 Proč pro každou hlavní vadu
• Dostat se ke kořenové příčině, nejen k symptomům

4. Zavádějte řešení systematicky

• Začněte optimalizací procesu (parametry stroje) - nejnižší náklad
• Použijte DOE - měňte jednu proměnnou najednou, měřte dopad
• Dokumentujte úspěšné sady parametrů

5. Ověřte a udržujte zlepšení

• Monitorujte zmetkovitost po změnách
• Vypočítejte Cpk (cíl ≥1.67 pro automotive)
• Uzamkněte parametry procesu, školení operátorů

6. Kontinuální zlepšování

• Kvalita je kontinuální cesta, ne cíl
• Stanovujte stále ambicióznější cíle: 5% → 2% → 1% → 0.5%
• Slavte úspěchy s týmem

Potřebujete pomoc?

Tým TEDESolutions nabízí:

• Audity kvality: Posouzení na místě, analýza základních příčin, akční plán
• Optimalizace procesu: DOE studie pro stroje Tederic, optimalizace parametrů
• Školení: Operátoři a inženýři v řešení problémů, SPC
• Implementace SPC: Konfigurace softwaru, dashboardy, integrace dat

---