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Quelles sont les causes du Cold Slug dans le moulage par injection ?

• ZetarMold Engineering Guide
• Plastic Injection Mold Manufacturing Since 2005
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Cold slug is one of those moulage par injection1 defects that sneaks up on you. You set the temperatures, you run a few good shots, and then a solidified chunk of plastic appears in your part, right at the gate or in the runner. It ruins the cosmetic surface, weakens structural integrity, and can scrap an entire batch before you notice.

I have seen cold slug happen with everything from ABS housings to glass-filled nylon gears. In most cases, the root cause traces back to one of three things: inadequate nozzle temperature, a poorly designed cold slug well, or excessive barrel decompression. The frustrating part is that cold slug does not always show up consistently — it can appear only during cold starts, or only on certain cavities in a multi-cavity mold.

This guide covers every angle of cold slug formation — from the physics of melt solidification in the nozzle and sprue, to the conception de moules2 features that catch or fail to catch these frozen plugs. Whether you are troubleshooting an existing defect or designing a new mold from scratch, you will find actionable steps grounded in real production experience from our moulage par injection des opérations.

Principaux enseignements
  • Cold slug = solidified plastic trapped in the melt stream, usually at the nozzle, gate, or runner
  • The number one cause is nozzle tip temperature dropping below the melt freezing point between shots
  • Proper cold slug well design in the mold catches slugs before they reach the cavity
  • Hot runner systems nearly eliminate cold slug but add cost and maintenance complexity
  • Detection ranges from simple visual checks to X-ray and thermal analysis for critical parts
Green plastic injection molded parts
Cold slug defects often appear.

What Is a Cold Slug in Injection Molding?

A cold slug is a solidified chunk of plastic that forms when melt temperature drops below the freezing point before the cavity fills. It is not a short shot or sink mark — cold slugs are prematurely frozen material carried into the part by subsequent injection cycles. They typically appear as raised bumps, discolored spots, or small pits near the gate area.

For a broader look at conception de moules d'injection, our pillar guide covers tooling structure, thermal control, and manufacturability tradeoffs.

In technical terms, cold slugs typically form at three locations: (1) at the moulage par injection machine nozzle tip, where heat loss is fastest between shots; (2) in the sprue and runner system, where the melt travels through cold steel channels; and (3) at the gate, where the cross-section narrows and the flow velocity changes dramatically. Each location has different root causes and different fixes.

On our shop floor, we see cold slug most often during cold starts, when the mold has not reached thermal equilibrium yet, or when production switches from a high-melt-temperature material (like PEEK at 370 °C) to something cooler (like PP at 220 °C) and the operator does not purge the barrel completely. The residual high-temp material solidifies in the nozzle and gets injected as a cold slug into the first few shots of the new run.

What Causes Cold Slug During Injection Molding?

The root cause is always the same: the melt loses too much heat before it reaches the cavity. But the reasons behind that heat loss vary. Here are the four most common culprits we encounter in production.

Nozzle Temperature Too Low or Unstable

The nozzle is the last point where you can control melt temperature before it enters the mold. If the nozzle heater band is undersized, poorly controlled, or simply set too low, the melt at the tip cools between shots. When the next injection cycle starts, that cooled plug of plastic gets pushed into the sprue as a cold slug. This is especially common with materials that have a narrow processing window, such as polycarbonate or POM.

We once traced a recurring cold slug problem on a medical device housing back to a worn thermocouple on the nozzle — the controller showed 260 °C, but the actual tip temperature was cycling between 230 °C and 270 °C. Replacing the thermocouple and adding an insulation jacket solved it immediately.

“Cold slugs only form in cold runner mold systems.”Vrai

False. Cold slugs can form in any injection molding system, including coureur à chaud3 molds, if the nozzle tip temperature drops below the melt’s freezing point. Hot runners reduce the risk but do not eliminate it entirely.

“Increasing nozzle temperature always eliminates cold slug.”Faux

False. While low nozzle temperature is a common cause, cold slugs can also originate from cold mold surfaces, long runners, or excessive decompression. Simply cranking up the nozzle temperature can introduce other defects like stringing or material degradation.

Mold Temperature Below Optimal Range

When the mold steel is too cold, the melt solidifies on contact with the cavity walls. If the frozen layer builds up faster than the cavity fills, cold slugs appear in the part. This is particularly problematic for thin-wall molding, where the flow channel is already narrow.

The fix is not always to increase mold temperature — that can increase cycle time and cause warpage. Instead, you need to optimize the cooling circuit layout so that the temperature is uniform across the mold face, and ensure that the areas near the gate are warm enough to prevent premature freeze-off.

Excessive Barrel Decompression (Suck-Back)

Decompression — also called suck-back — pulls the melt away from the nozzle tip after holding pressure ends. If you overdo it, you pull air into the nozzle, and the melt at the tip oxidizes and cools rapidly. On the next shot, that degraded, cooled material enters the cavity as a cold slug. This is one of the most overlooked causes, because operators often add decompression to prevent drooling without realizing the side effect.

Schéma de circulation de la chambre et de la buse de la machine de moulage par injection
Barrel and nozzle

Long or Narrow Runner Systems

Every millimeter of runner length is an opportunity for the melt to lose heat. Long, thin runners with high surface-area-to-volume ratios cause rapid cooling. By the time the melt reaches the gate, its temperature may have dropped below the flow threshold, and the leading edge solidifies into a cold slug. This is why multi-cavity molds with balanced runner layouts are so important — they minimize the runner length to each cavity.

How Does Mold Design Contribute to Cold Slug?

Conception du moule is probably the single biggest factor in whether cold slug becomes a chronic problem or a non-issue. A well-designed mold accounts for heat loss at every stage and includes features specifically meant to catch or prevent cold slugs.

The Cold Slug Well

The cold slug well (also called a cold slug pocket or catch pad) is a small cavity placed directly opposite the sprue entrance in the runner system. Its job is to catch the cold slug that naturally forms at the nozzle tip between shots. When the injection cycle starts, the first material to enter the mold is the coldest — that plug gets pushed straight into the cold slug well instead of into the runner and cavity. If your mold does not have cold slug wells, or if they are too small, cold slugs will travel downstream.

A properly sized cold slug well should have a volume at least 1.5 times the volume of the nozzle tip channel. It should be easy to eject and clean during maintenance. In multi-cavity molds, every runner branch should have its own cold slug well.

Gate Design and Location

The gate is the narrowest point in the flow path, and it is where the melt undergoes the highest shear and the fastest cooling. Small gate diameters (especially sub-gates or pinpoint gates) create high shear heating but also restrict flow, which can cause the melt to freeze off prematurely. Edge gates and fan gates provide a larger cross-section and are less prone to cold slug formation.

Gate location also matters. If the gate is far from the sprue, the melt has to travel a longer runner, losing more heat along the way. Placing gates closer to the sprue — or using a hot runner drop directly into the cavity — eliminates most of the runner heat loss.

Runner Cross-Section Shape

Round runners have the lowest surface-area-to-volume ratio, meaning the least heat loss per unit of melt flow. Full-round runners are the gold standard for cold slug prevention. Trapezoidal runners are a common compromise because they are easier to machine, but they have about 20% more surface area than equivalent round runners, which translates to faster heat loss. Half-round runners should be avoided entirely for any material prone to cold slug.

“A cold slug well should be placed opposite the sprue entrance in the runner.”Vrai

True. The cold slug well is intentionally positioned opposite the sprue to catch the first, coldest material that enters the mold — the slug that formed at the nozzle tip between shots.

“Round runners cause more cold slug than trapezoidal runners.”Faux

False. Round runners have the lowest surface-area-to-volume ratio, meaning less heat loss and fewer cold slugs. Trapezoidal runners are easier to machine but lose heat faster.

What Process Parameters Lead to Cold Slug Formation?

The four process parameters that are most likely to cause cold slugs are injection speed, holding pressure, cooling time, and barrel decompression. Even a perfect mold will produce cold slugs with wrong settings. Here is how to tune each parameter.

Vitesse d'injection

Slow injection speed gives the melt more time to cool as it flows through the runner. For materials with fast crystallization rates (like POM or PA66), a slow fill speed is almost guaranteed to produce cold slugs at the gate. Increasing injection speed pushes the melt through the runner faster, reducing residence time and heat loss. However, excessive speed can cause flash and jetting, so you need to find the sweet spot.

Holding Pressure and Time

Insufficient holding pressure means the cavity is not fully packed. The frozen layer at the walls grows inward, and the remaining melt in the center can solidify into a cold slug before the gate freezes off. If you see sink marks combined with cold slugs, increasing holding pressure and extending holding time often solves both problems simultaneously.

Temps de refroidissement

Counterintuitively, excessive cooling time between shots can make cold slug worse on the next cycle. When the mold sits idle with cooling water flowing, the sprue bushing and gate area continue to cool down. By the time the next shot fires, those surfaces are colder than they were during steady-state production, and the leading edge of the new melt freezes on contact. Optimizing cooling time for the thickest section of the part — not the sprue — helps avoid this.

🏭 ZetarMold Factory Insight
In our Shanghai factory, we run 47 injection molding machines from 90T to 1850T. Cold slug issues show up most often on our larger presses (800T and above), where the nozzle-to-mold distance is longer and heat management becomes more critical. We have learned to add external nozzle heaters and thermal insulation jackets on these machines to keep the melt at a consistent temperature from barrel to gate.

How Can You Detect and Identify Cold Slugs?

Cold slugs are detected through visual inspection, X-ray or CT scanning, or thermal analysis (DSC/TGA). Early detection prevents defective parts from reaching customers. In our factory, the QC team maps the defect to the fill, pack, cooling, or ejection stage, then traces the cold material to its origin. Our engineers also record nozzle temperature, decompression distance, and first-shot scrap rate so the corrective action is tied to process evidence, not guesswork.

Inspection visuelle

Cold slugs show up as visible blemishes on the part surface — typically a raised bump, a discolored spot, or a small pit near the gate. On transparent parts (like PMMA lenses), cold slugs appear as cloudy or opaque inclusions. This is the fastest detection method and works for most cosmetic parts, but it will not catch internal cold slugs.

Micro Molded Parts & Precision Injection Molded Closeup
Close inspection of precision molded parts.

X-Ray and CT Scanning

For critical applications — medical devices, automotive safety components, aerospace parts — you cannot rely on visual inspection alone. X-ray and computed tomography (CT) scanning can detect internal cold slugs that are completely invisible from the outside. CT scanning is especially valuable because it gives you a 3D map of the defect’s exact location, size, and shape.

Thermal Analysis (DSC/TGA)

When cold slugs are caused by material degradation or contamination (not just temperature issues), thermal analysis tools like Differential Scanning Calorimetry (DSC) help identify the problem. DSC can detect whether the cold slug material has a different melting point than the base resin, which indicates contamination or degraded material.

“X-ray inspection can detect internal cold slugs that are invisible on the surface.”Vrai

True. X-ray and CT scanning are non-destructive methods that reveal internal defects, including cold slugs trapped inside the part wall or at the gate interface.

“Cold slugs only affect the appearance of the part, not its mechanical strength.”Faux

False. Cold slugs create stress concentrators and weak points inside the part. In structural applications, a cold slug can reduce impact strength and fatigue life significantly.

How Do You Prevent and Eliminate Cold Slugs?

Prevention is always cheaper than detection. Here is a systematic approach to eliminating cold slugs, organized from the easiest changes to the most involved modifications.

Quick Fixes (No Tooling Changes Required)

These changes can be made at the machine without modifying the mold:

Raise nozzle temperature by 5–10 °C — often enough to keep the melt at the tip above the freezing point between shots. Monitor for stringing or drooling as side effects.|||Reduce decompression distance — minimize suck-back to prevent drawing air into the nozzle. If drooling occurs, use a shut-off nozzle instead of decompression.|||Increase injection speed — faster fill reduces the time the melt spends in the cold runner. Ramp up speed gradually while watching for flash.|||Optimize mold temperature — raise the coolant temperature near the gate area by 5 °C increments. Use zoned cooling if your mold supports it.

Mold Modifications

If process changes do not solve the problem, the mold needs attention:

Add or enlarge cold slug wells — every runner branch should have a cold slug well sized to at least 1.5× the nozzle tip volume. This is a low-cost modification that can be done during a regular mold maintenance window.|||Switch from trapezoidal to full-round runners — reduces heat loss by approximately 20%. Requires recutting the runner channels on both A and B halves of the mold.|||Install a heated sprue bushing — keeps the sprue at melt temperature, preventing the most common cold slug formation point. This is a mid-cost modification that pays for itself quickly on high-volume runs.

Equipment Upgrades

For persistent cold slug problems on high-value production:

Système de canaux chauds — the gold standard for cold slug elimination. The melt stays at temperature inside the manifold, so there is no cold runner heat loss. Hot runners add $5,000–$20,000+ to the mold cost depending on the number of drops, but they eliminate runner waste and virtually eliminate cold slugs.|||Shut-off nozzle — a spring-loaded or hydraulically actuated valve at the nozzle tip that seals the melt between shots. Prevents both drooling and the formation of a cold slug at the tip.|||Insulated hot sprue — a compromise between a full hot runner and a cold runner. The sprue is heated while the rest of the runner stays cold.

Lower cost than a full hot runner but still addresses the primary cold slug formation point.

“Hot runner systems virtually eliminate cold slugs by keeping the melt at temperature inside the manifold.”Vrai

True. In a hot runner system, the melt travels through heated channels from the nozzle to the gate, so there is no opportunity for premature cooling. Cold slugs become extremely rare.

“Cold slugs are always visible on the surface of the molded part.”Faux

False. Cold slugs can be fully embedded inside the part wall, invisible to the naked eye. Internal cold slugs require X-ray or CT scanning to detect and are particularly dangerous in structural applications.

What Materials Are Most Susceptible to Cold Slug?

Not all materials are equally prone to cold slug. The risk depends on three factors: melting temperature, crystallization speed, and melt viscosity. Materials that have high melting points, fast crystallization rates, or high viscosity are the most susceptible.

High-risk materials: PEEK (343–399 °C de fusion), LCP (280–350 °C), PPS (280–330 °C) et les nylons chargés de verre. Ces matériaux nécessitent des températures de chambre et de buse très élevées, et même une petite baisse de température peut provoquer une solidification prématurée.|||Matériaux à risque moyen : PC (260–310 °C), POM (175–225 °C) et PA66 (260–290 °C). Le POM (acétal) est particulièrement délicat car il cristallise très rapidement — la fenêtre entre l'état fondu et solide est étroite.|||Matériaux à faible risque : PP, PE, PS et ABS. Ces matériaux amorphes ou à cristallisation lente ont de larges fenêtres de traitement et tolèrent mieux les variations de température.

Si vous moulez un matériau à haut risque et que le bouchon froid est un problème récurrent, évaluez si un matériau avec de meilleures caractéristiques d'écoulement (indice de fluidité à l'état fondu plus élevé) pourrait convenir à votre application. Parfois, le passage d'un PA66 de qualité standard à une qualité à haut écoulement avec un IFM de 60+ g/10 min élimine complètement le problème sans aucun changement d'outillage.

Conclusion

Le bouchon froid en moulage par injection est finalement un problème de gestion de la chaleur. La matière fondue perd trop de chaleur avant d'atteindre la cavité, et le résultat est un morceau de plastique solidifié intégré dans votre pièce. La solution peut être aussi simple qu'augmenter la température de la buse de 5 degrés, ou aussi complexe que de moderniser avec un système de canaux chauds. Lorsque le symptôme suit la récupération de la matière fondue ou l'usure de la chambre, nos ingénieurs de procédé inspectent également la configuration de la machine de moulage par injection à vis avant de modifier l'outillage. La clé est de diagnostiquer où se produit la perte de chaleur — à la buse, dans le canal, ou à la porte — et de cibler votre solution en conséquence.

Fort de deux décennies de gestion de la production de moulage par injection chez ZetarMold, un leader fournisseur de moulage par injection basé à Shanghai, nous avons constaté que la stratégie de prévention des bavures froides la plus efficace est une combinaison de conception de moule adéquate (puits à bavures froides, canaux ronds, buses de carotte chauffées) et d'un contrôle rigoureux du procédé (température de la buse, vitesse d'injection, décompression minimale). Maîtrisez ces fondamentaux, et la bavure froide devient une exception rare plutôt qu'un problème chronique.

Colorful plastic injection molded pieces
Sélection du matériau, conception de la porte et procédé.

Questions fréquemment posées

Questions fréquemment posées

Quelle est la différence entre un bouchon froid et un manque de matière ?

Un bouchon froid est un morceau de plastique solidifié qui se forme lorsque la matière fondue refroidit prématurément et reste piégée dans la pièce ou le canal. Un manque de matière se produit lorsque la cavité du moule n'est pas complètement remplie de plastique — la pièce manque de matériau. Ils ont des causes profondes différentes : les bouchons froids proviennent d'une solidification prématurée à la buse, dans le canal ou à la porte, tandis que les manques de matière résultent généralement d'une pression d'injection insuffisante, d'une ventilation inadéquate ou d'un réglage incorrect de la taille de l'unité de dosage sur la machine.

Les bouchons froids peuvent-ils provoquer une défaillance structurelle dans les pièces moulées ?

Oui, les bouchons froids peuvent absolument provoquer une défaillance structurelle dans les pièces moulées. Un bouchon froid intégré dans la paroi d'une pièce crée un concentrateur de contraintes, agissant comme une entaille microscopique qui réduit considérablement à la fois la résistance aux chocs et la résistance à la fatigue à long terme. Dans les applications de support de charge telles que les supports automobiles, les boîtiers de dispositifs médicaux et les enceintes d'électronique grand public, un bouchon froid interne peut entraîner une amorce prématurée de fissures et une défaillance catastrophique sous des cycles de contraintes répétés. C'est précisément pourquoi l'inspection par rayons X ou par tomodensitométrie est considérée comme essentielle pour tous les composants plastiques structurels et critiques pour la sécurité.

Comment savoir si mon puits à bouchon froid est suffisamment grand ?

Un puits à bouchon froid correctement dimensionné doit avoir un volume au moins 1,5 fois supérieur au volume du canal de l'embout de buse lui-même. Vous pouvez vérifier cela en production en inspectant l'extracteur de carotte après chaque cycle : si le matériau du bouchon froid déborde du puits et pénètre dans le canal principal, le puits est clairement sous-dimensionné pour votre application. Un autre indicateur fiable est si vous observez toujours des défauts de bouchon froid dans la pièce finie malgré l'installation d'un puits — dans ce cas, agrandissez le puits d'environ 50 pour cent et réessayez lors de votre prochaine série de production.

Un système de canaux chauds élimine-t-il complètement les bouchons froids ?

Les canaux chauds éliminent les bavures froides causées par la perte de chaleur du canal, source la plus courante dans les moules à canaux froids. La matière fondue reste à température dans le collecteur chauffé, ce qui empêche tout refroidissement prématuré dans le canal. Cependant, des bavures froides peuvent encore se former à la transition buse-collecteur ou à la pointe de l'entrée si l'équilibre thermique est incorrect. Une conception appropriée du canal chaud, un contrôle constant de la température et un entretien régulier des zones chauffantes sont essentiels pour parvenir à une élimination quasi complète.

Quelle vitesse d'injection est la meilleure pour éviter les bavures froides ?

Des vitesses d'injection plus rapides réduisent le temps de séjour de la matière fondue dans le système de canaux froids, minimisant la perte de chaleur et le risque de solidification prématurée pendant la phase de remplissage. La vitesse idéale dépend du matériau spécifique et de la géométrie de la pièce — généralement, vous devez utiliser la vitesse la plus rapide qui ne provoque pas de bavures, de filetage ou de marques de brûlure sur la pièce. Pour les matériaux sujets aux bouchons froids comme le POM ou le PA66, des vitesses de remplissage de 80 à 120 mm par seconde sont des points de départ typiques. Validez toujours tout changement de vitesse avec un essai à petite échelle avant de vous engager dans une production à grande échelle.

Pourquoi les bouchons froids apparaissent-ils plus souvent au début d'une série de production ?

Au démarrage, l'acier du moule n'a pas encore atteint son équilibre thermique — les surfaces de la cavité et les canaux des canaux sont nettement plus froids que leur température de fonctionnement en régime permanent. Les premières unités de dosage perdent rapidement de la chaleur au contact de ces surfaces d'acier froides, provoquant la solidification du front de matière fondue en bouchons froids avant que la cavité ne soit complètement remplie. L'exécution de cinq à dix unités de dosage de purge avant le début de la production, et l'augmentation progressive de la vitesse de cycle jusqu'à la pleine vitesse sur les vingt premières unités, aide le moule à atteindre la température de régime permanent et minimise efficacement les défauts de bouchon froid au démarrage.


  1. moulage par injection: Le moulage par injection est un procédé de fabrication qui injecte du plastique fondu dans une cavité de moule pour produire des pièces avec une géométrie précise et une qualité reproductible.

  2. conception de moules: La conception de moule est un processus d'ingénierie structuré pour définir la disposition des portes, la géométrie des canaux, le refroidissement, l'éjection, la ventilation, le choix de l'acier et les tolérances afin qu'une pièce moulée par injection puisse fonctionner de manière fiable.

  3. coureur à chaud: le système de canal chaud utilise des canaux chauffés à l'intérieur du moule pour maintenir le plastique à l'état fondu de la buse jusqu'à l'entrée, éliminant ainsi le gaspillage de canal et réduisant le risque de bavure froide.

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