Defekty Wtryskowe - Identyfikacja, Przyczyny i Rozwiązania 2025

Wprowadzenie - koszt defektów w produkcji

Defekty wtryskowe to jeden z największych kosztów ukrytych w przemyśle przetwórstwa tworzyw sztucznych. Typowy zakład produkcyjny w Polsce notuje 3-8% braków w produkcji seryjnej, co przy wartości rocznej produkcji 5 milionów PLN oznacza stratę 150,000-400,000 PLN rocznie.

Problem nie kończy się na kosztach materiału - każda wadliwa część to również zmarnowana energia, czas maszynowy, koszty kontroli jakości i potencjalne reklamacje. W branży automotive, gdzie wymagania jakościowe to Cpk minimum 1.67, nawet drobny wzrost wskaźnika braków może oznaczać utratę kontraktu wartego miliony złotych.

Dobre wieści? Firmy, które wdrożyły systematyczne podejście do kontroli jakości na wtryskarkach Tederic, raportują redukcję braków o 60-80% w ciągu 6-12 miesięcy. Według danych branżowych, 6 najczęstszych defektów stanowi 91% wszystkich wad - eliminując je, osiągasz dramatyczną poprawę jakości.

W tym przewodniku przedstawiamy te 6 defektów, ich przyczyny i konkretne rozwiązania z parametrami dla maszyn Tederic, wraz z realnym case study polskiej firmy, która zredukowała braki o 82%.

Flash (zadziory) - 35% wszystkich defektów

Flash (zadziory, wypływka) to cienka warstwa materiału (0.01-0.5mm) wylewająca się poza linię podziału formy. To najczęstszy defekt w produkcji wtryskowej.

Identyfikacja

• Cienka krawędź materiału wzdłuż linii podziału formy lub wypychaczy
• Może być ciągła lub lokalna
• Ostre krawędzie mogą stwarzać ryzyko skaleczenia

Główne przyczyny

1. Niedostateczna siła zwarcia

Jeśli ciśnienie wtrysku jest zbyt wysokie względem siły zwarcia, płyty formy rozchylają się podczas wtrysku.

Test: Siła wymagana [T] = Powierzchnia rzutu [cm²] × Ciśnienie wtrysku [bar] / 100

2. Zużycie formy

Mechaniczne zużycie powierzchni styku po 300k-1M cykli lub wgniecenia od zanieczyszczeń.

3. Za wysokie ciśnienie/prędkość wtrysku

Nadmierne ciśnienie forsuje materiał przez mikroskopijne szczeliny.

Rozwiązania Tederic

Krok 1: Zwiększ siłę zwarcia

• Zwiększ o 10-20% (np. z 80% do 95% maksymalnej siły)
• Uwaga: Nie przekraczaj 100% - ryzyko uszkodzenia formy

Krok 2: Zmniejsz ciśnienie/prędkość wtrysku

• Ciśnienie wtrysku: Zmniejsz o 10-15% (np. z 1200 bar → 1050 bar)
• Prędkość wtrysku: Zmniejsz o 15-20% (np. z 120 mm/s → 95 mm/s)

Krok 3: Zwiększ lepkość materiału

• Obniż temperaturę cylindra o 10-15°C
• Obniż temperaturę dyszy o 5-10°C

Krok 4: Konserwacja formy

• Dokładne czyszczenie linii podziału
• Inspekcja powierzchni pod kątem wgnieceń
• Dla wysokiego zużycia: regeneracja formy (szlifowanie)

Niedoformy - 18% wszystkich defektów

Short shot (niedoforma) to niepełne wypełnienie wnęki formy - część jest niekompletna, brakuje fragmentów geometrii.

Identyfikacja

• Część niekompletna - brakujące sekcje, zwykle najdalsze od punktu wtrysku
• Niepełne żebra, występy montażowe, cienkie ścianki
• Część niezdatna do użytku

Główne przyczyny

1. Za mała dawka materiału - wtryskarka nie plastyfikuje wystarczającej ilości.

2. Za niska temperatura - materiał krzepnie przed wypełnieniem wnęki.

3. Za niska prędkość/ciśnienie - materiał nie dociera do końca formy.

4. Zablokowana dysza - zgorzel lub zastygły materiał.

Rozwiązania Tederic

Krok 1: Zwiększ wielkość dawki

• Zwiększ o 5-10% (np. z 45mm → 48mm pozycja ślimaka)
• Zasada: wielkość dawki powinna wynosić 40-80% pojemności ślimaka

Krok 2: Podnieś temperaturę materiału

• Strefy cylindra: +10-20°C wszystkie strefy
• Dysza: +10-15°C
• Przykład dla PP: z 200-210-220-230°C → 210-220-230-240°C

Krok 3: Zwiększ prędkość i ciśnienie

• Prędkość wtrysku: +15-25% (np. 80 mm/s → 100 mm/s)
• Ciśnienie wtrysku: +10-20% (np. 900 bar → 1050 bar)

Krok 4: Czyszczenie dyszy

• Przepłucz wtryskarkę materiałem czyszczącym
• Usuń nagromadzenia ze stalego materiału z dyszy

Odkształcenia - 12% wszystkich defektów

Odkształcenia (warpage, deformacja) to defekt gdzie część po wyjęciu z formy wykrzywia się, wygina lub skręca. Jeden z najtrudniejszych defektów do wyeliminowania.

Identyfikacja

• Zakrzywione powierzchnie gdzie powinny być płaskie
• Test płaskości: część na stole - czy wszystkie punkty dotykają?
• Automotive typowo wymaga <2mm warpage dla dużych części

Główne przyczyny

Mechanizm: Odkształcenia wynika z nierównomiernego kurczenia materiału podczas chłodzenia.

1. Nierównomierne chłodzenie - jedna strona chłodzi się szybciej → różne kurczenie → wygięcie

2. Naprężenia wewnętrzne - za wysokie ciśnienie docisku "zamraża" naprężenia

3. Orientacja molekularna - cząsteczki ulegają orientacji w kierunku flow → anisotropic shrinkage

Rozwiązania Tederic

Strategia 1: Optymalizacja chłodzenia

• Temperatura formy: Zwiększ o 10-20°C (wolniejsze, bardziej równomierne chłodzenie)
• Przykład PP: z 40°C → 55°C
• Czas chłodzenia: Wydłuż o 20-30% (pozwól na pełniejszą krystalizację)

Strategia 2: Redukcja ciśnienia docisku

• Holding pressure: Zmniejsz o 15-25% (np. z 750 bar → 600 bar)
• Zmniejsza naprężenia wewnętrzne
• Kompromis: Uważaj na zapadnięcia

Strategia 3: Kontrola temperatury materiału

• Zmniejsz gradient między strefami cylindra
• Zamiast 200-210-220-230°C → 215-215-220-220°C (flatter profile)

Uwaga: Odkształcenia często wymaga kompromisu między parametrami. Użyj DOE (Design of Experiments) do znalezienia optymalnych ustawień.

Sink marks (zapadnięcia) - 25% wszystkich defektów

Sink marks (zapadnięcia, wklęsłości) to lokalne wgłębienia na powierzchni części, zazwyczaj w obszarach o grubych przekrojach lub przy żebrach.

Identyfikacja

• Płytkie wgłębienia (0.1-2mm) na zewnętrznej powierzchni
• Lokalizacja: naprzeciwko grubych sekcji, występów montażowych, żeber
• W częściach klasy A: defekt nieakceptowalny

Główne przyczyny

Mechanizm: Gdy gruba sekcja części kurczy się wewnętrznie, zakrzepła zewnętrzna warstwa jest "ssana" do środka → sink mark.

Czynniki ryzyka:

• Duża grubość ścianki (>3mm dla PP, >4mm dla PA)
• Nierównomierna grubość ścianki
• Żebra grubsze niż 60% grubości nominalnej ścianki
• Insufficient ciśnienie docisku

Rozwiązania Tederic

Krok 1: Zwiększ ciśnienie i czas docisku

• Holding pressure: Zwiększ o 15-30% (np. 500 → 650 bar)
• Holding time: Wydłuż o 3-8 sekund
• Kontynuuj docisk aż do zamarzania punktu wtrysku

Krok 2: Zwiększ shot size

• Więcej materiału dostępnego do fazy dociskania
• Zwiększ o 3-7%

Krok 3: Obniż temperaturę formy

• Szybsza solidyfikacja warstwy wierzchniej → lepsze wsparcie
• Obniż o 5-15°C
• Kompromis: Może zwiększyć ryzyko odkształceń

⚠️ Uwaga: Sink marks i warpage mają przeciwstawne rozwiązania. Znajdź kompromisowe ustawienia - priorytet zależy od zastosowania (Class A surfaces vs części precyzyjnego dopasowania).

Burn marks (przypał materiału)

Burn marks (przypał, czarne plamy) to ciemne przebarwienia lub zwęglone obszary będące rezultatem lokalnego przegrzania materiału.

Identyfikacja

• Ciemne plamy (brązowe, czarne) zazwyczaj w końcowych obszarach wypełnienia
• Charakterystyczny zapach spalenizny
• Materiał może być kruchy, osłabiony

Główne przyczyny

Efekt diesla: Uwięzione powietrze w formie kompresuje się podczas wtrysku, temperatura rośnie do 400-600°C, zapalając materiał.

Dodatkowe przyczyny: Nadmierna temperatura cylindra, za długi czas przebywania, nagrzewanie ścinające przy wysokich prędkościach.

Rozwiązania Tederic

Krok 1: Popraw odpowietrzanie (modyfikacja narzędzia)

• Najskuteczniejsze rozwiązanie
• Dodaj odpowietrzniki 0.02-0.05mm na linii podziału
• Tymczasowe obejście: nieznacznie zmniejsz siłę zwarcia (ryzyko zadziora!)

Krok 2: Zmniejsz prędkość wtrysku

• Wolniejszy wtrysk → mniejsza kompresja powietrza
• Zmniejsz o 20-40%
• Szczególnie w końcowej fazie wypełniania

Krok 3: Obniż temperatury

• Temperatura cylindra: -10-20°C
• Niższa temperatura = mniej podatny na degradację

Krok 4: Obsługa materiału

• Prawidłowo wysusz materiał (wilgoć → pary → burn marks)
• PA, PET, PC: suszenie 80-100°C, 4-6h
• Ogranicz recyklat do 20-30% max

Weld lines (linie scalania) - 8% wszystkich defektów

Weld lines (linie scalania, knit lines) to widoczne linie powstające w miejscach, gdzie dwa fronty płynącego materiału spotykają się i łączą.

Identyfikacja

• Cienka linia na powierzchni części (0.01-0.1mm)
• Lokalizacja: poniżej otworów, za słupkami, przy wielu punktach wtrysku
• W przezroczystych materiałach: bardzo widoczna
• Wytrzymałość linii scalania: typowo 60-90% wytrzymałości pierwotnej

Główne przyczyny

Mechanizm: Dwa fronty spotykają się przy niskiej temperaturze → słabe połączenie molekularne → widoczna linia, niska wytrzymałość.

Rozwiązania Tederic

Strategia 1: Zwiększ temperaturę materiału

• Temperatura cylindra: +15-25°C wszystkie strefy
• Temperatura dyszy: +10-15°C
• Temperatura formy: +10-20°C (fronty pozostają gorące dłużej)

Strategia 2: Zwiększ prędkość wtrysku

• Szybszy wtrysk → mniejsze chłodzenie przed scaleniem
• Zwiększ o 20-40%

Strategia 3: Zwiększ ciśnienie docisku

• Wyższe ciśnienie zmusza fronty do lepszego połączenia
• Zwiększ o 15-25%

Uwaga: Weld lines nie zawsze można wyeliminować - akceptacja zależy od zastosowania (Class A surfaces vs ukryte powierzchnie vs części strukturalne).

Macierz diagnostyczna - szybkie rozwiązywanie problemów

Poniższa tabela zawiera quick fixes dla 6 najczęstszych defektów:

Defekt	Pierwsza próba	Druga próba	Rozwiązanie źródłowe
Flash	↑ Siła zwarcia +15%	↓ Ciśnienie wtrysku -15%	Konserwacja formy
Short shot	↑ Wielkość dawki +10%	↑ Temperatura cylindra +15°C	Czyszczenie dyszy, odpowietrzanie
Odkształcenia	↑ Temperatura formy +15°C	↓ Holding pressure -20%	Optymalizacja chłodzenia
Sink marks	↑ Holding pressure +20%	↑ Holding time +5 sek	Projekt: zmniejsz grubość ścianki
Burn marks	↓ Prędkość wtrysku -30%	↓ Temperatura cylindra -15°C	Dodaj odpowietrzniki
Weld lines	↑ Temperatura topnienia +20°C	↑ Prędkość wtrysku +30%	Relokacja punktu wtrysku

Podejście systematyczne: Testuj parametry stopniowo, zmieniaj jedną zmienną na raz, dokumentuj wyniki. Użyj DOE (Design of Experiments) dla complex cases.

Case study - redukcja braków o 82%

Producent opakowań PP - kompleksowa optymalizacja

Firma: Producent kubków jednorazowych PP, Mazowsze, 80 pracowników

Produkcja: 200ml cups cienkościenne, forma 8-gniazdowa, 350k sztuk/dzień

Maszyna: Tederic TRX-M.260

Problem początkowy:

• Wskaźnik braków: 6.8% (23,800 wadliwych kubków/dzień)
• Mix defektów: Niedoformy 38%, Odkształcenia 29%, Flash 18%, Przypał 15%
• Strata: ~420k PLN/rok

Program 6-miesięczny - systematyczne podejście:

Miesiąc 1-2: Zbieranie danych, analiza Pareto → Niedoformy = priorytet #1

Miesiąc 3: Eliminacja niedoform

• Przyczyna: Wielkość dawki 42% (za niska)
• Rozwiązanie: Zwiększono do 55%, temperatura +12°C
• Rezultat: 2.6% → 0.3% (-88%) ✅

Miesiąc 4: Redukcja odkształceń

• Przyczyna: Nierównomierne chłodzenie
• Rozwiązanie: Temperatura formy 40°C → 58°C, +8 sek chłodzenia
• Rezultat: 2.0% → 0.6% (-70%) ✅

Miesiąc 5: Eliminacja flash

• Przyczyna: Zużycie formy (350M cykli)
• Rozwiązanie: Regeneracja formy (szlifowanie linii podziału)
• Rezultat: 1.2% → 0.1% (-92%) ✅

Końcowe wyniki po 6 miesiącach:

• Wskaźnik braków: 6.8% → 1.2% ✅ (-82% redukcja)
• Dobre części: 326k → 346k dziennie (+6% wydajność!)
• Oszczędności: ~360k PLN/rok odzyskano
• Inwestycja: 45k PLN (regeneracja + oprogramowanie SPC)
• ROI: 1.5 miesiąca ✅

ROI inwestycji w jakość

Jakość nie jest centrum kosztów - to centrum zysku!

Przykład kalkulacji oszczędności

Założenia: 5M części/rok, koszt 3.60 PLN/część (materiał + energia + robocizna)

Scenariusz A: Defect rate 5% (stan obecny - słaby)

• Wadliwe części: 250,000/rok
• Zmarnowany koszt: 900,000 PLN/rok ❌

Scenariusz B: Defect rate 2% (poprawa do średniej)

• Wadliwe części: 100,000/rok
• Zmarnowany koszt: 360,000 PLN/rok
• Savings: 540,000 PLN/rok ✅

Scenariusz C: Defect rate 0.5% (klasa światowa)

• Wadliwe części: 25,000/rok
• Zmarnowany koszt: 90,000 PLN/rok
• Savings: 810,000 PLN/rok ✅

Typowe koszty inwestycji

Optymalizacja procesu: 15-25k PLN (studia DOE, materiał testowy)

• Oczekiwana poprawa: 30-50% redukcja defektów
• ROI: <1 miesiąc

Regeneracja narzędzia + optymalizacja: 40-85k PLN

• Oczekiwana poprawa: 60-80% redukcja defektów
• ROI: <2 miesiące

Pełny system SPC + automatyzacja: 110-215k PLN

• Oczekiwana poprawa: 70-90% redukcja + automated tracking
• ROI: 2-4 miesiące
• Dodatkowe korzyści: Identyfikowalność, alerty real-time, konserwacja predykcyjna

Podsumowanie i następne kroki

Kluczowe wnioski

1. 6 defektów = 91% problemów

Flash, sink marks, short shots, warpage, weld lines, burn marks - eliminując te defekty, osiągasz dramatyczną poprawę jakości.

2. Większość defektów ma konkretne, rozpoznawalne przyczyny

Systematyczne podejście (5 Dlaczego, Ishikawa, DOE) prowadzi do rozwiązań. 80% można wyeliminować przez regulację parametrów maszyny.

3. Wtryskarki Tederic umożliwiają osiągnięcie Cpk>2.0

NEO series: powtarzalność <0.5%, kontrola temperatury ±2°C. DREAM series: <0.3% repeatability, ±1°C. To fundament dla jakości klasy światowej.

4. ROI inwestycji w jakość jest astronomiczny

Typowo <3 miesiące zwrotu dla optymalizacji procesu, <6 miesięcy dla ulepszeń narzędzi. Oszczędności trwające przez lata.

5. Jakość = przewaga konkurencyjna

W automotive, medical, packaging - wymagania jakościowe są biletem wstępu. Dostawcy z Cpk>2.0 i wskaźnikami braków <1% dostają kontrakty.

Co zrobić teraz - Plan działania

1. Zmierz obecny stan

• Rozpocznij śledzenie wskaźnika braków (nawet prosty arkusz)
• Kategoryzuj defekty według typu
• Oblicz koszt jakości (defekty × koszt na część)

2. Analiza Pareto - zidentyfikuj główne problemy

• Które 2-3 defekty stanowią 70-80% problemów?
• Skup wysiłek na głównych priorytetach

3. Analiza przyczyn źródłowych

• 5 Dlaczego dla każdego głównego defektu
• Dotarcie do root cause, nie tylko symptomów

4. Wdrażaj rozwiązania systematycznie

• Zacznij od optymalizacji procesu (parametry maszyny) - najniższy koszt
• Użyj DOE - zmieniaj jedną zmienną na raz, mierz wpływ
• Dokumentuj udane zestawy parametrów

5. Zweryfikuj i utrzymaj ulepszenia

• Monitoruj wskaźnik braków po zmianach
• Oblicz Cpk (cel ≥1.67 dla automotive)
• Zablokuj parametry procesu, szkolenie operatorów

6. Ciągłe doskonalenie

• Jakość to ciągła podróż, nie destination
• Ustalaj coraz ambitniejsze cele: 5% → 2% → 1% → 0.5%
• Świętuj sukcesy z zespołem

Potrzebujesz pomocy?

Zespół TEDESolutions oferuje:

• Audyty jakości: Ocena na miejscu, analiza przyczyn źródłowych, plan działania
• Optymalizacja procesu: Studia DOE dla maszyn Tederic, parameter optimization
• Szkolenia: Operatorzy i inżynierowie w rozwiązywaniu problemów, SPC
• Wdrożenie SPC: Konfiguracja oprogramowania, pulpity, integracja danych

---