Iesmidzināšanas defekti — identifikācija, cēloņi un risinājumi 2025

Ievads — brāķa izmaksas ražošanā

Iesmidzināšanas defekti ir viena no lielākajām slēptajām izmaksām plastmasas apstrādē. Tipiska Polijas ražotne ziņo par 3-8% brāķi, kas pie gada produkcijas vērtības 5 miljoni PLN nozīmē 150 000-400 000 PLN zaudējumus.

Problēma nebeidzas ar materiālu izmaksām — katra brāķētā detaļa nozīmē veltīgi iztērētu enerģiju, mašīnas laiku, kvalitātes kontroles izmaksas un pretenzijas. Autoindustrijā, kur prasības ir minimums Cpk 1.67, pat neliels brāķa pieaugums var nozīmēt miljonu zlotu līguma zaudēšanu.

Labas ziņas? Uzņēmumi, kas ieviesuši sistemātisku kvalitātes kontroli uz Tederic mašīnām, ziņo par 60-80% brāķa samazinājumu 6-12 mēnešos. Nozares dati rāda, ka 6 visbiežāk sastopamie defekti veido 91% no kļūdām — tos novēršot, panākat krasu kvalitātes uzlabojumu.

Ceļvedī apskatām šos 6 defektus, to cēloņus un konkrētus risinājumus ar Tederic parametriem, kā arī gadījuma izpēti par uzņēmumu, kas brāķi samazināja par 82%.

Atkabes (flash) — 35% no visiem defektiem

Atkabes (flash, pārplūde) ir plāns materiāla slānis (0,01-0,5 mm), kas izplūst ārpus veidnes sadales līnijas. Tas ir biežākais defekts.

Identifikācija

• Plāna materiāla mala gar veidnes sadales līniju vai izstūmējiem
• Var būt nepārtraukta vai lokāla
• Asas malas var radīt iegriezumu risku

Galvenie cēloņi

1. Nepietiekams saspiešanas spēks

Ja iesmidzināšanas spiediens ir pārāk liels attiecībā pret saspiešanas spēku, veidnes plāksnes iesmidzināšanas laikā atdalās.

Pārbaude: Nepieciešamais spēks [T] = projicētais laukums [cm²] × iesmidzināšanas spiediens [bar] / 100

2. Veidnes nodilums

Kontakta virsmu mehānisks nodilums pēc 300k-1M cikliem vai iespiedumi no piesārņojuma.

3. Pārmērīgs iesmidzināšanas spiediens/ātrums

Pārmērīgs spiediens spiež materiālu caur mikroskopiskām spraugām.

Tederic risinājumi

1. solis: Saspiešanas spēka palielināšana

• Palielināt par 10-20% (piem., no 80% uz 95% no maksimālā spēka)
• Uzmanību: nepārsniedziet 100% — bojājumu risks

2. solis: Iesmidzināšanas spiediena/ātruma samazināšana

• Iesmidzināšanas spiediens: samazināt par 10-15% (piem., no 1200 bar → 1050 bar)
• Iesmidzināšanas ātrums: samazināt par 15-20% (piem., no 120 mm/s → 95 mm/s)

3. solis: Materiāla viskozitātes palielināšana

• Pazemināt cilindra temperatūru par 10-15°C
• Pazemināt sprauslas temperatūru par 5-10°C

4. solis: Veidnes apkope

• Rūpīga sadales līnijas tīrīšana
• Virsmu pārbaude, vai nav iespiedumu
• Liela nodiluma gadījumā: veidnes reģenerācija (slīpēšana)

Nepilna aizpildīšana — 18% no visiem defektiem

Nepilna aizpildīšana (short shot) ir nepilnīga veidnes dobuma aizpildīšana — detaļa nav pabeigta, trūkst fragmentu.

Identifikācija

• Nepabeigta detaļa — trūkst sekciju, parasti vistālāk no iesmidzināšanas punkta
• Nepilnīgas ribas, stiprinājuma elementi, plānas sienas
• Detaļa nav lietojama

Galvenie cēloņi

1. Nepietiekama deva — iesmidzināšanas mašīna neplastificē pietiekamu daudzumu.

2. Pārāk zema temperatūra — materiāls sacietē pirms dobuma aizpildīšanas.

3. Ātrums/spiediens par zemu — materiāls nesasniedz veidnes galu.

4. Nosprostota sprausla — piedegumi vai sacietējis materiāls.

Tederic risinājumi

1. solis: Devas palielināšana

• Palielināt par 5-10% (piem., no 45 mm → 48 mm gliemeža pozīcijas)
• Likums: devai jābūt 40-80% no gliemeža kapacitātes

2. solis: Materiāla temperatūras paaugstināšana

• Cilindra zonas: +10-20°C visās zonās
• Sprausla: +10-15°C
• Piemērs PP: no 200-210-220-230°C → 210-220-230-240°C

3. solis: Ātruma un spiediena palielināšana

• Iesmidzināšanas ātrums: +15-25% (piem., 80 mm/s → 100 mm/s)
• Iesmidzināšanas spiediens: +10-20% (piem., 900 bar → 1050 bar)

4. solis: Sprauslas tīrīšana

• Iztīrīt mašīnu ar tīrīšanas materiālu
• Noņemt sacietējušā materiāla uzkrājumus no sprauslas

Savērpšanās — 12% no visiem defektiem

Savērpšanās (warpage/deformācija) ir defekts, kurā detaļa pēc izņemšanas no veidnes izliecas vai savērpjas. Grūti novēršams defekts.

Identifikācija

• Izliektas virsmas tur, kur tām jābūt plakanām
• Plakanuma tests: detaļa uz galda — vai visi punkti pieskaras?
• Autoindustrijā parasti pieprasa <2 mm vērpšanos

Galvenie cēloņi

Mehānisms: Savērpšanās rodas no nevienmērīgas materiāla saraušanās dzesēšanas laikā.

1. Nevienmērīga dzesēšana — viena puse atdziest ātrāk → atšķirīga saraušanās → liece

2. Iekšējie spriegumi — pārmērīgs turēšanas spiediens "iesaldē" spriegumus

3. Molekulārā orientācija — molekulas orientējas plūsmas virzienā → anizotropa saraušanās

Tederic risinājumi

1. stratēģija: Dzesēšanas optimizācija

• Veidnes temperatūra: palielināt par 10-20°C (lēnāka, vienmērīgāka dzesēšana)
• Piemērs PP: no 40°C → 55°C
• Dzesēšanas laiks: pagarināt par 20-30% (ļaut pilnīgākai kristalizācijai)

2. stratēģija: Turēšanas spiediena samazināšana

• Turēšanas spiediens: samazināt par 15-25% (piem., no 750 bar → 600 bar)
• Samazina iekšējos spriegumus
• Kompromiss: jāuzmana, vai nerodas ieplakas

3. stratēģija: Materiāla temperatūras kontrole

• Samazināt gradientu starp cilindra zonām
• Tā vietā, lai būtu 200-210-220-230°C → 215-215-220-220°C (līdzenāks profils)

Piezīme: Savērpšanās prasa parametru kompromisus. Izmantojiet DOE (Eksperimentu plānošanu), lai atrastu optimālos iestatījumus.

Ieplakas — 25% no visiem defektiem

Ieplakas (sink marks, dobumi) ir lokāli iespiedumi detaļas virsmā, parasti vietās ar biezu šķērsgriezumu vai pie ribām.

Identifikācija

• Sekli iespiedumi (0,1-2 mm) uz ārējās virsmas
• Atrodas: pretī biezām sekcijām, stiprinājuma elementiem, ribām
• Class A detaļām: nepieņemams defekts

Galvenie cēloņi

Mehānisms: Kad detaļas biezā sekcija iekšēji saraujas, sacietējušais ārējais slānis tiek "iesūkts" uz iekšu → ieplaka.

Riska faktori:

• Liels sienu biezums (>3 mm PP, >4 mm PA)
• Nevienmērīgs sienu biezums
• Ribas, kas biezākas par 60% no nominālā sienas biezuma
• Nepietiekams turēšanas spiediens

Tederic risinājumi

1. solis: Turēšanas spiediena un laika palielināšana

• Turēšanas spiediens: palielināt par 15-30% (piem., 500 → 650 bar)
• Turēšanas laiks: pagarināt par 3-8 sekundēm
• Turpināt spiedienu, līdz sacietē tecinātava (gate freeze)

2. solis: Devas palielināšana

• Vairāk materiāla pieejams turēšanas fāzei
• Palielināt par 3-7%

3. solis: Veidnes temperatūras pazemināšana

• Ātrāka ārējā slāņa sacietēšana → labāks atbalsts
• Samazināt par 5-15°C
• Kompromiss: var palielināt savērpšanās risku

⚠️ Piezīme: Ieplakām un savērpšanai ir pretēji risinājumi. Atrodiet kompromisu — prioritāte atkarīga no pielietojuma (Class A virsmas pret precīzām montāžas detaļām).

Apdegumi (materiāla pārogļošanās)

Apdegumi (burn marks, melni punkti) ir tumši plankumi vai pārogļojušies laukumi, kas rodas lokālas pārkaršanas dēļ.

Identifikācija

• Tumši plankumi (brūni, melni) parasti pēdējās aizpildes zonās
• Raksturīga deguma smaka
• Materiāls var būt trausls, novājināts

Galvenie cēloņi

Dīzeļa efekts: Iesprostotais gaiss veidnē iesmidzināšanas laikā saspiežas, temperatūra paaugstinās līdz 400-600°C, aizdedzinot materiālu.

Papildu cēloņi: Pārmērīga cilindra temperatūra, pārāk ilgs uzturēšanās laiks, bīdes siltums pie liela ātruma.

Tederic risinājumi

1. solis: Ventilācijas uzlabošana (instrumenta modifikācija)

• Efektīvākais risinājums
• Pievienot ventilācijas kanālus (atgaisotājus) 0,02-0,05 mm uz sadales līnijas
• Pagaidu risinājums: samazināt saspiešanas spēku (atkabju risks)

2. solis: Iesmidzināšanas ātruma samazināšana

• Lēnāka iesmidzināšana → mazāka gaisa kompresija
• Samazināt par 20-40%
• Īpaši pēdējā fāzē

3. solis: Temperatūras pazemināšana

• Cilindra temperatūra: -10-20°C
• Zemāka temperatūra = mazāka degradācija

4. solis: Materiāla apstrāde

• Izžāvēt materiālu (mitrums → tvaiki → apdegumi)
• PA, PET, PC: žāvēšana 80-100°C, 4-6h
• Otrreizējo materiālu ierobežot līdz 20-30%

Metinājuma līnijas — 8% no visiem defektiem

Metinājuma līnijas (knit lines) ir redzamas līnijas, kas veidojas tur, kur satiekas un savienojas divas plūstoša materiāla frontes.

Identifikācija

• Plāna līnija uz detaļas virsmas (0,01-0,1 mm)
• Atrodas: zem caurumiem, aiz ribām, pie vairākiem tecināšanas punktiem
• Caurspīdīgos materiālos: ļoti redzama
• Izturība: parasti 60-90% no sākotnējās izturības

Galvenie cēloņi

Mehānisms: Divas frontes satiekas pie zemas temperatūras → vāja molekulārā saite → redzama līnija, zema izturība.

Tederic risinājumi

1. stratēģija: Materiāla temperatūras paaugstināšana

• Cilindra temperatūra: +15-25°C visās zonās
• Sprauslas temperatūra: +10-15°C
• Veidnes temperatūra: +10-20°C (frontes paliek karstas ilgāk)

2. stratēģija: Iesmidzināšanas ātruma palielināšana

• Ātrāka iesmidzināšana → mazāka atdzišana pirms savienošanās
• Palielināt par 20-40%

3. stratēģija: Turēšanas spiediena palielināšana

• Lielāks spiediens spiež frontēm labāk savienoties
• Palielināt par 15-25%

Piezīme: Metinājuma līnijas ne vienmēr var novērst — pieņemamība atkarīga no pielietojuma (Class A virsmas, slēptas virsmas, struktūras detaļas).

Diagnostikas matrica — ātra problēmu novēršana

Tabulā zemāk sniegti risinājumi 6 visbiežākajiem defektiem:

Defekts	Pirmais mēģinājums	Otrais mēģinājums	Gala risinājums
Atkabes	↑ Saspiešanas spēks +15%	↓ Iesmidz. spiediens -15%	Veidnes apkope
Nepilna aizpilde	↑ Deva +10%	↑ Cilindra temp. +15°C	Tīrīšana, ventilācija
Savērpšanās	↑ Veidnes temp. +15°C	↓ Turēšanas spiediens -20%	Dzesēšanas optimizācija
Ieplakas	↑ Turēšanas spiediens +20%	↑ Turēšanas laiks +5 sek.	Dizains: sienu biezums
Apdegumi	↓ Iesmidz. ātrums -30%	↓ Cilindra temp. -15°C	Pievienot ventilāciju
Metinājuma līnijas	↑ Kausējuma temp. +20°C	↑ Iesmidz. ātrums +30%	Tecinātavas pārvietošana

Sistemātiska pieeja: Testējiet pakāpeniski, mainiet vienu mainīgo, dokumentējiet rezultātus. Sarežģītos gadījumos izmantojiet DOE.

Gadījuma izpēte — brāķa samazinājums par 82%

PP iepakojuma ražotājs — visaptveroša optimizācija

Uzņēmums: PP vienreizējās lietošanas glāžu ražotājs, Mazovija, 80 darbinieki

Produkcija: 200 ml plānsienu glāzes, 8 dobumu veidne, 350k gab./d.

Mašīna: Tederic TRX-M.260

Sākotnējā problēma:

• Brāķa līmenis: 6,8% (23 800 brāķētu glāžu dienā)
• Defektu kopums: Nepilna aizpilde 38%, Savērpšanās 29%, Atkabes 18%, Apdegumi 15%
• Zaudējumi: ~420k PLN gadā

6 mēnešu programma — sistemātiska pieeja:

1.-2. mēnesis: Datu vākšana, Pareto analīze → Nepilna aizpilde = prioritāte #1

3. mēnesis: Nepilnas aizpildes novēršana

• Cēlonis: Devas izmērs 42% (par zemu)
• Risinājums: Palielināta deva līdz 55%, temperatūra +12°C
• Rezultāts: 2,6% → 0,3% (-88%) ✅

4. mēnesis: Savērpšanās mazināšana

• Cēlonis: Nevienmērīga dzesēšana
• Risinājums: Veidnes temperatūra 40°C → 58°C, +8 sek dzesēšana
• Rezultāts: 2,0% → 0,6% (-70%) ✅

5. mēnesis: Atkabju novēršana

• Cēlonis: Veidnes nodilums (350M cikli)
• Risinājums: Veidnes reģenerācija (sadales līnijas slīpēšana)
• Rezultāts: 1,2% → 0,1% (-92%) ✅

Gala rezultāti pēc 6 mēnešiem:

• Brāķa līmenis: 6,8% → 1,2% ✅ (-82% samazinājums)
• Labas detaļas: 326k → 346k/d. (+6% efektivitāte!)
• Ietaupījums: ~360k PLN gadā atgūts
• Investīcijas: 45k PLN (reģenerācija + SPC programmatūra)
• ROI: 1,5 mēneši ✅

Kvalitātes investīciju ROI

Kvalitāte nav izmaksu centrs — tas ir peļņas centrs!

Ietaupījumu aprēķina piemērs

Pieņēmumi: 5M detaļu gadā, izmaksas 3,60 PLN/gab (materiāls + enerģija + darbs)

Scenārijs A: Brāķa līmenis 5% (pašreizējais - vājš)

• Brāķētas detaļas: 250 000 gadā
• Zaudētās izmaksas: 900 000 PLN gadā ❌

Scenārijs B: Brāķa līmenis 2% (uzlabojums līdz vidējam rādītājam)

• Brāķētas detaļas: 100 000 gadā
• Zaudētās izmaksas: 360 000 PLN gadā
• Ietaupījums: 540 000 PLN gadā ✅

Scenārijs C: Brāķa līmenis 0,5% (pasaules līmenis)

• Brāķētas detaļas: 25 000 gadā
• Zaudētās izmaksas: 90 000 PLN gadā
• Ietaupījums: 810 000 PLN gadā ✅

Tipiskās investīciju izmaksas

Procesu optimizācija: 15-25k PLN (DOE pētījumi, testa materiāls)

• Paredzamais uzlabojums: 30-50% brāķa samazinājums
• ROI: <1 mēnesis

Instrumentu reģenerācija + optimizācija: 40-85k PLN

• Paredzamais uzlabojums: 60-80% brāķa samazinājums
• ROI: <2 mēneši

Pilna SPC sistēma + automatizācija: 110-215k PLN

• Paredzamais uzlabojums: 70-90% samazinājums + automātiska izsekošana
• ROI: 2-4 mēneši
• Papildu ieguvumi: Izsekojamība, reāllaika brīdinājumi, prognozējamā apkope

Kopsavilkums un nākamie soļi

Galvenās atziņas

1. 6 defekti = 91% problēmu

Atkabes, ieplakas, nepilna aizpilde, savērpšanās, metinājuma līnijas, apdegumi — novēršot šos defektus, jūs panākat dramatisku kvalitātes uzlabošanos.

2. Lielākajai daļai defektu ir konkrēti, identificējami cēloņi

Sistemātiska pieeja (5 kāpēc, Išikava, DOE) ved pie risinājumiem. 80% problēmu var novērst ar mašīnas parametru pielāgošanu.

3. Tederic iesmidzināšanas mašīnas ļauj sasniegt Cpk>2,0

NEO sērija: atkārtojamība <0,5%, temperatūras kontrole ±2°C. DREAM sērija: <0,3% atkārtojamība, ±1°C. Tas ir pamats pasaules līmeņa kvalitātei.

4. Kvalitātes investīciju ROI ir astronomisks

Parasti <3 mēneši procesu optimizācijai, <6 mēneši instrumentu uzlabojumiem. Ietaupījumi, kas saglabājas gadiem ilgi.

5. Kvalitāte = konkurences priekšrocība

Autoindustrijā, medicīnā, iepakojumā — kvalitātes prasības ir ieejas biļete. Piegādātāji ar Cpk>2,0 un brāķa līmeni <1% iegūst līgumus.

Ko darīt tagad — rīcības plāns

1. Izmērīt pašreizējo stāvokli

• Sāciet sekot līdzi brāķa līmenim (pat vienkāršā izklājlapā)
• Kategorizējiet defektus pēc veida
• Aprēķiniet kvalitātes izmaksas (brāķis × cena par detaļu)

2. Pareto analīze — identificējiet galvenās problēmas

• Kuri 2-3 defekti veido 70-80% problēmu?
• Koncentrējiet pūliņus uz galvenajām prioritātēm

3. Cēloņu analīze

• 5 kāpēc katram galvenajam defektam
• Tikiet līdz pamatcēlonim, nevis tikai simptomiem

4. Ieviesiet risinājumus sistemātiski

• Sāciet ar procesu optimizāciju (mašīnas parametri) — zemākās izmaksas
• Izmantojiet DOE — mainiet vienu mainīgo vienlaicīgi, izmēriet ietekmi
• Dokumentējiet veiksmīgos parametru komplektus

5. Pārbaudiet un uzturiet uzlabojumus

• Monitorējiet brāķa līmeni pēc izmaiņām
• Aprēķiniet Cpk (mērķis ≥1,67 autoindustrijā)
• Fiksējiet procesa parametrus, apmāciet operatorus

6. Nepārtraukta uzlabošana

• Kvalitāte ir nepārtraukts ceļojums, nevis galamērķis
• Izvirziet arvien ambiciozākus mērķus: 5% → 2% → 1% → 0,5%
• Sviniet panākumus kopā ar komandu

Nepieciešama palīdzība?

TEDESolutions komanda piedāvā:

• Kvalitātes auditus: Novērtējums uz vietas, cēloņu analīze, rīcības plāns
• Procesu optimizāciju: DOE pētījumi Tederic mašīnām, parametru optimizācija
• Apmācības: Operatoriem un inženieriem problēmu novēršanā un SPC
• SPC ieviešanu: Programmatūras konfigurācija, paneļi, datu integrācija

---