Smrštění a deformace při vstřikování – průvodce 2026

Úvod: smrštění a deformace při vstřikování

Smrštění a deformace určují, zda díl zůstane v toleranci nebo skončí jako zmetek. Rovnoměrné smrštění lze kompenzovat korekcí dutiny, zatímco deformace vzniká z nerovnoměrného smrštění mezi oblastmi nebo směry.

Mechanismus smrštění plastu

Smrštění je důsledkem objemové ztráty taveniny při ochlazování. U semikrystalických polymerů se přidává i krystalizační složka, proto se PP, PA nebo POM chovají ostřeji než ABS nebo PC.

Typy smrštění

Tepelné smrštění se objevuje u všech termoplastů. Krystalizační smrštění je typické pro semikrystalické materiály a diferenciální smrštění popisuje rozdíly mezi směry či zónami, které vedou k deformaci.

Tabulka typických hodnot

Tabulkové hodnoty slouží jako výchozí orientace pro návrh a korekci dutiny. Skutečná čísla vždy ovlivňuje teplota formy, dotlak, tloušťka stěny i okamžik měření.

Material	Typical range	Note
ABS	0.4-0.7%	amorphous / stable
PC	0.5-0.7%	good dimensional repeatability
PP	1.5-2.5%	semi-crystalline / high sensitivity
PA66	1.0-2.0%	affected by conditioning
POM	1.8-2.2%	needs solid mold compensation

Vliv procesních parametrů

Vyšší teplota formy a nedostatečný dotlak obvykle zvyšují smrštění. Stabilní tlakový profil a rovnoměrné chlazení pomáhají sjednotit hustotu v celém dílu.

Deformace: mechanismus a příčiny

Deformace vzniká tehdy, když se jednotlivé části dílu smršťují různým tempem. Po vyhození z formy se vnitřní napětí uvolní a díl se ohne, zkroutí nebo prohne.

Faktory deformace

Mezi časté faktory patří rozdílné tloušťky stěn, asymetrické vtiky, slabé odvzdušnění, nevyvážené chlazení, příliš časné vyhození a orientace vláken.

Návrh formy pro kontrolu smrštění

Řízení začíná v návrhu formy: vyvážené tokové dráhy, realistické přídavky na smrštění a symetrická temperace. Kritické plochy vyžadují vtok, který ještě přenese účinný dotlak.

Chladicí systém proti deformaci

Chladicí systém je často nejsilnější nástroj proti deformaci. Dostatečný průtok, správné rozmístění kanálů a malý rozdíl mezi vstupem a výstupem omezují lokální přehřátí.

Dotlak a uzavření vtoku

Dotlak působí jen do chvíle, kdy je vtok otevřený. Pokud zamrzne příliš brzy nebo je tlak nízký, klesá hmotnost dílu a roste smrštění i deformace.

Výpočet smrštění

Užitečný startovní vztah je: Rozměr dutiny = jmenovitý rozměr × (1 + smrštění). Pro 100 mm a smrštění 1,5 % to znamená dutinu 101,5 mm.

Tool size = Nominal size × (1 + shrinkage)

Metody měření a kontrola kvality

Měřit je vhodné až po definované kondicionaci, protože řada materiálů po vyhození dále smrští. Důležité jsou pevné body měření, stejná měřicí síla a dohledatelná dokumentace.

Tabulka řešení problémů

Pokud jsou díly obecně malé, bývá problém v dotlaku nebo kompenzaci dutiny. Pokud se křiví, je příčina častěji v chlazení, tloušťce stěny nebo poloze vtoku.

Příznak	Pravděpodobná příčina	Doporučené opatření
Díl je malý	nízký dotlak nebo malá kompenzace dutiny	zvýšit dotlak a zkontrolovat přídavek
Místní deformace	nerovnoměrné chlazení	vyvážit temperaci a průtok
Zkroucení po vyhození	asymetrická geometrie nebo vtok	prověřit polohu vtoku a stěny

CAE simulace pro predikci

CAE simulace spojuje plnění, dotlak, chlazení a predikci deformace. Nenahrazuje reálné zkoušky, ale výrazně snižuje počet korekcí formy.

Software	Výrobce	Silné stránky	Typické použití
Autodesk Moldflow	Autodesk, USA	Rozsáhlá materiálová databáze (>10 000), integrace se SolidWorks/NX, dobrá predikce warpage	Sériová výroba, prototypování, optimalizace vtoku a vtokové soustavy
Sigmasoft	Sigma Engineering, Německo	Plná 3D simulace procesu, zohledňuje tepelný cyklus formy, vysoká přesnost	Technické díly, elektronické kryty, vysoce přesné automobilové komponenty
Moldex3D	CoreTech System, Tchaj-wan	Rychlé výpočty, dobrá simulace smrštění pro semikrystalické polymery	Asijští výrobci, elektrické vstřikovací stroje, lehké díly PP/PA

Stroje Tederic pro rozměrovou stabilitu

Stroje Tederic podporují rozměrovou stabilitu přesným přepínáním, opakovatelným tlakem a stabilním teplotním řízením. To je klíčové zejména u úzkých tolerancí.

Často kladené otázky (FAQ)

Jaké je typické smrštění PP, ABS a PC?

Smrštění závisí na druhu polymeru a podmínkách zpracování: PP (polypropylen) se smrští o 1,5–2,2 % (norma ISO 294-4:2018), což je jedna z nejvyšších hodnot u standardních termoplastů. ABS vykazuje malé smrštění 0,4–0,8 % díky amorfní struktuře. PC (polykarbonát) se smrští o 0,5–0,8 %. Vždy ověřujte data v technickém listu materiálu (TDS), protože smrštění závisí na tloušťce stěny, teplotě formy a dotlaku.

Proč se vstřikovaný díl deformuje?

Deformace (warpage) je důsledkem diferenciálního smrštění – různé zóny dílu se smršťují o různou hodnotu a vznikají vnitřní napětí. Hlavní příčiny: (1) Nerovnoměrné chlazení – rozdíl teplot >10°C mezi pevnou a pohyblivou polovinou formy; (2) Různá tloušťka stěn – tenké zóny tuhnou rychleji než tlusté; (3) Příliš krátká dotlaková fáze – nedostatečná kompenzace objemového smrštění; (4) Anizotropie materiálu – zejména u PP a polymerů se skleněnými vlákny. Stroje Tederic NE1 s přesností udržení tlaku ±1 MPa minimalizují variabilitu procesu.

Jak se měří smrštění polymeru podle ISO 294?

Měření se provádí podle ISO 294-4:2018 na normalizovaných deskách (60×60×2 mm nebo 150×150×3 mm) za přesně definovaných podmínek: teplota formy dle TDS, vstřikovací tlak 100 MPa, dotlaková doba z 95% hmotnosti výstřiku. Měření po 24 h kondicionování při 23°C/50% RH. Rovnoběžné a kolmé smrštění (k směru toku) jsou měřeny zvlášť – u vyztužených materiálů je rozdíl obvykle 0,5–1,5 %. Pro produkční ověření se používají CMM nebo 3D skenery GOM ATOS.

Jaký je dotlak pro PP a jak se vypočítá?

Dotlak pro PP je obvykle 40–70 % vstřikovacího tlaku, tedy přibližně 50–100 MPa v dutině. Výchozí bod: dotlak = 0,5–0,7 × vstřikovací tlak. Dotlaková doba se určuje metodou gate-freeze: zkušební vstřiky s postupně rostoucí dotlakovou dobou (kroky 0,5 s) až do stabilizace hmotnosti dílu. Stroje Tederic NE se servoventily umožňují vícestupňové profilování dotlaku, klíčové pro kontrolu smrštění tenkostěnných dílů.

Kdy se vyplatí CAE simulace pro smrštění a deformaci?

CAE simulace (Moldflow, Sigmasoft, Moldex3D) je ekonomicky výhodná, když: (1) Díl má složitou geometrii nebo nerovnoměrnou tloušťku stěn (poměr >2:1); (2) Rozměrové požadavky jsou přísné (tolerance <0,2 mm); (3) Materiál je náchylný k deformaci (PA/GF, POM, vyztužený PP); (4) Forma je drahá (>100 000 Kč) a úpravy by byly nákladné. Náklady na simulaci (obvykle 30 000–200 000 Kč) jsou vždy nižší než náklady na jednu opravu formy (>50 000 Kč).

Shrnutí

Smrštění je nevyhnutelné, deformaci však lze řídit. Když se materiál, forma, chlazení a dotlak vyhodnocují společně, cesta ke stabilnímu dílu je mnohem kratší.