Почему возникают утяжины при литье под давлением — и как их устранить?

Sink marks — those annoying depressions on the surface of an otherwise perfect molded part — are one of the most common and visible defects in injection molding. They appear directly opposite thick sections, ribs, and bosses, and they’re the first thing any customer notices on a cosmetic surface.

In this guide, I’ll explain what causes injection molding sink marks, how to prevent them through design and processing, and what to do when they’ve already appeared on your parts. This guide draws on decades of production experience across thousands of mold sets.

What Are Sink Marks in Injection Molding?

Sink marks are localized depressions or dimples on the surface of a molded part, typically appearing opposite features like ribs, bosses, thick wall sections, or changes in geometry. They occur when the inner material shrinks more than the outer skin during cooling, pulling the surface inward.

The mechanism is straightforward: when a thick section of plastic cools, the outer skin solidifies first while the interior remains molten. As the interior material cools and contracts, it pulls the already-solidified skin inward, creating a visible injection molding defect^[1]. The deeper the thickness differential between the feature and the surrounding wall, the more pronounced the sink mark.

What Causes Sink Marks During Molding?

Sink marks have both design and processing causes. Understanding which is responsible in your specific case is the first step toward eliminating them.

Design Causes

The most common design cause is excessive material thickness at ribs, bosses, or wall transitions. When a rib is too thick relative to the nominal wall, it creates a thermal mass that cools much slower than the surrounding area. The rib material shrinks as it cools, pulling the opposite surface inward.

Other design causes include abrupt wall thickness transitions (without gradual tapers), oversized bosses that aren’t cored, and thick gusset plates at mounting points. Any feature that adds significant local thickness relative to the nominal wall is a sink mark candidate.

Processing Causes

Insufficient packing pressure is the primary processing cause of sink marks. During the packing phase, additional material is forced into the cavity to compensate for shrinkage. If the packing pressure^[2] is too low or the packing time is too short, the material in thick sections continues to shrink without compensation, producing sink marks.

Other processing factors include excessive melt temperature (which increases total shrinkage), insufficient cooling time (ejecting before thick sections have fully solidified), and slow injection speed (which can cause premature freeze-off at gates, reducing the effective packing distance).

How Do You Prevent Sink Marks Through Design?

Design prevention is always more effective than processing fixes because it addresses the root cause rather than the symptom. Here are the key design strategies, ordered by impact.

Control Rib Thickness

This is the single most effective design measure. Ribs should be 50–60% of the nominal wall thickness at their base. At 50%, sink marks are barely visible on most surfaces. Above 70%, they become noticeable. At 100% (where the rib is as thick as the wall), deep sink marks are virtually guaranteed on the opposite surface.

Designers often make ribs too thick because they’re thinking about structural stiffness, not manufacturability. The solution: use multiple thin ribs instead of one thick rib. You get equivalent or better stiffness with a fraction of the sink risk.

Core Out Thick Sections

Wherever possible, hollow out thick sections to maintain uniform wall thickness. This applies especially to bosses (core the center with a pin), thick mounting pads (add a recess on the non-cosmetic side), and structural gussets (use a triangular cross-section with a cored center).

Use Gradual Transitions

When wall thickness must change, use a 3:1 taper ratio. For every 1 mm of thickness change, provide at least 3 mm of gradual transition. This distributes the shrinkage differential over a larger area, making any surface depression shallower and less visible.

Add Surface Texture Strategically

Texture on the cosmetic surface can effectively hide minor sink marks. A medium-to-deep texture (VDI 21–27) breaks up the visual pattern enough that a 0.05–0.10 mm depression becomes imperceptible. This isn’t a fix — it’s a camouflage technique that works when design constraints prevent complete elimination.

How Do Processing Adjustments Reduce Sink Marks?

When design changes aren’t possible — perhaps the mold is already built or the feature thickness can’t be reduced without compromising function — processing adjustments become the primary tool for sink mark reduction.

Increase Packing Pressure

This is the most direct processing fix. Increasing packing (holding) pressure forces more material into the thick sections during the compensation phase, reducing the volumetric shrinkage that causes sink. The limitation: excessive packing pressure can cause flash, increased residual stress, and dimensional growth beyond tolerance.

Увеличить время уплотнения

Подпрессовка должна продолжаться до тех пор, пока канал не затвердеет. Если подпрессовка прекращается до затвердевания канала, материал вытекает обратно из полости, и толстый участок сжимается без контроля. Контролируйте время затвердевания канала с помощью датчиков давления и установите время подпрессовки, чтобы оно соответствовало ему.

Снижение температуры расплава

Более низкие температуры расплава означают меньшее общее сжатие. Однако это должно быть уравновешено качеством заполнения — если температура слишком низкая, вы увидите неполное заполнение, высокое давление впрыска и плохую поверхность. Уменьшение на 5–10°C от стандартной температуры расплава обычно является безопасным диапазоном для уменьшения утяжки.

Оптимизация охлаждения

Более быстрый и равномерный охлаждение сокращает временной промежуток, в котором образуется утяжка. Это означает оптимизацию расположения каналов охлаждения рядом с толстыми участками, использование вставок из бериллиевой меди для локального отвода тепла и обеспечение достаточной скорости потока охлаждающей жидкости. Опытные специалисты по формованию регулярно добавляют локальные решения охлаждения при запуске формы для устранения точек утяжки.

Регулировка	Impact	Risk
Увеличить давление подпрессовки	Высокий	Облой, остаточные напряжения
Увеличить время уплотнения	Средний и высокий	Увеличить время цикла
Уменьшить температуру расплава	Средний	Неполное заполнение, плохая поверхность
Уменьшить температуру формы	Средний	Видимость линии спая, следы потока
Снизить скорость впрыска	Low-Medium	Увеличение цикла, задержка потока

Which Materials Are Most Susceptible to Sink Marks?

Выбор материала значительно влияет на видимость утяжин. Аморфные материалы (ABS, PC, PMMA, PS) проявляют утяжины более легко, поскольку они имеют более высокую усадку в форме в переходных зонах от толстого к тонкому, а их прозрачные или глянцевые поверхности делают даже небольшие впадины заметными.

Частично кристаллические материалы (PP, PE, Nylon, POM) несколько более терпимы, потому что они обычно сжимаются более равномерно, и их типичные поверхности менее заметны. Однако они все же проявляют утяжку на полированных поверхностях.

Наполненные материалы — с стекловолокном, минеральными или тальковыми наполнителями — демонстрируют значительно меньшие утяжины, поскольку наполнители снижают объемную усадку^[3]. Если ваше применение допускает армированный материал, это один из самых эффективных способов минимизировать утяжку без изменения конструкции детали.

Тип материала	Видимость утяжин	Рекомендация по конструкции
Аморфные (ABS, PC, PMMA)	Высокий	Строгое правило ребра 50–60%
Полукристаллические (ПП, нейлон, ПОМ)	Средний	Стандартное правило ребра 60%
Сорта со стеклянным наполнителем	Низкий	Допустимо до 70%

Когда утяжка является проблемой, переход от неармированного материала к марке с 10–20% стекловолокна часто полностью устраняет утяжку, одновременно улучшая стабильность размеров и жесткость.

Can You Fix Sink Marks After the Mold Is Built?

Да, но варианты значительно сокращаются, и затраты возрастают. Вот иерархия исправлений, от самых дешевых до самых дорогих.

1. Оптимизация процесса: Корректировать давление уплотнения, время уплотнения, температуру расплава и охлаждение. Стоимость: время машины для испытаний. Эффективность: умеренная для небольших утяжин.
2. Газовое вспомогательное или пенное формование: Для толстых участков газовое вспомогательное формование вводит азот в толстый элемент, сохраняя качество поверхности при одновременном создании пустоты внутри. Требуется модификация формы для газовых штифтов. Стоимость: умеренная. Эффективность: высокая для локальных толстых участков.
3. Модификация формы — удаление стали: Уменьшите толщину ребра или сделайте толстые участки тонкими, удалив металл из полости формы. Это самый эффективный способ исправления, но требует повторной обработки. Стоимость: умеренная или высокая, зависит от сложности полости.
4. Модификация формы — добавление стали: Если необходимо увеличить толщину стенки в какой-то области для компенсации, это требует сварки и повторной обработки. Стоимость: высокая. Риск: целостность сварки в производственных формах.

Ключевое понимание всех этих подходов: всегда дешевле предотвратить утяжины на этапе проектирования, чем исправлять их после изготовления формы.

How Do You Measure and Evaluate Sink Marks?

Определение утяжин важно для установления критериев приемки и отслеживания улучшений процесса. Существует три распространенных метода.

Визуальный контроль — самый простой метод. Держите деталь на расстоянии вытянутой руки под угловым светом и ищите впадины. Если вы можете увидеть их на расстоянии 30 см при стандартном освещении, они будут заметны вашим клиентам. Это метод прошел/не прошел, не количественный.

Профилометрия поверхности использует контактный или оптический профилометр для измерения точной глубины и ширины впадины. Типичные критерии приемки: максимальная глубина 0,05 мм для косметических поверхностей и 0,10 мм для не косметических.

Ультразвуковое измерение толщины стенки в месте утяжки показывает, уменьшилась толщина стенки за пределы допуска. Это полезно для проверка качества^[4] between sink (surface depression with maintained wall thickness) and void (actual material absence inside the wall).

What Should You Check to Prevent Sink Marks?

Use this checklist before and during mold commissioning to keep sink marks under control.

Check Item	Pass Criteria
All ribs ≤60% of nominal wall	✓
Bosses cored to uniform wall	✓
Wall transitions use 3:1 taper	✓
Packing pressure optimized	✓
Packing time ≥ gate freeze time	✓
Cosmetic surface texture specified	✓ or N/A
Material selection reviewed for shrink	✓

A thorough DFM review that checks every item above is the most cost-effective way to eliminate sink marks before they appear — because the cheapest sink mark fix is the one you never need.

Frequently Asked Questions About Sink Marks?

Are Sink Marks Always Visible?

Not always. Sink marks under 0.02 mm are generally imperceptible, even on glossy surfaces. On textured surfaces (VDI 21+), sink marks up to 0.05 mm can be hidden. The key factor is the combination of depth and surface finish — polished, glossy surfaces show even 0.02 mm depressions clearly.

Can Sink Marks Be Removed After Molding?

Not economically. Unlike flash or burrs, sink marks are volumetric — the material has shrunk below the intended surface level. Painting can partially camouflage minor sink but won’t eliminate it. The only reliable fix is addressing the root cause through design or processing changes.

What Is the Difference Between Sink Marks and Voids?

Sink marks are surface depressions; voids are internal cavities. They share the same root cause (differential cooling shrinkage in thick sections) but manifest differently. In thin-wall parts, you tend to see sink marks because the thin outer skin gets pulled inward. In very thick parts, the shrinkage creates internal voids instead because the outer skin is rigid enough to resist the pull.

Does Gate Location Affect Sink Marks?

Yes. Gate location determines the flow path and packing efficiency. A gate far from a thick section means packing pressure drops before reaching it, increasing sink risk. Ideally, gates should be positioned near the thickest cross-section to maximize packing compensation exactly where it’s needed most.

How Does Wall Thickness Affect Sink Mark Depth?

Thicker nominal walls produce shallower sink marks for the same rib thickness ratio because there’s more material to absorb the shrinkage differential. Conversely, thin-wall parts (under 1.5 mm) are extremely sensitive to even small rib thickness increases — a 1.0 mm rib on a 1.5 mm wall will sink noticeably.

Is Gas-Assist Injection Molding Effective for Sink Prevention?

Very effective, particularly for thick sections that can’t be redesigned. Gas assist hollows out the interior of thick features while maintaining surface quality. It adds cost and complexity to both the mold and the process, but it’s the most reliable way to eliminate sink in structural ribs and large bosses without reducing their dimensions.

Bottom line: Keep ribs at 50–60% of nominal wall, maintain uniform thickness, and address sink in the design phase — not after the mold is built. Design prevention is always cheaper than processing fixes or mold modifications.

{
“@context”: “https://schema.org”,
“@type”: “FAQPage”,
“mainEntity”: [
{
“@type”: “Question”,
“name”: “Are Sink Marks Always Visible?”,
“acceptedAnswer”: {
“@type”: “Answer”,
“text”: “Not always. Sink marks under 0.02 mm are generally imperceptible, even on glossy surfaces. On textured surfaces (VDI 21+), sink marks up to 0.05 mm can be hidden. The key factor is the combination of depth and surface finish \u2014 polished, glossy surfaces show even 0.02 mm depressions clearly.”
}
},
{
“@type”: “Question”,
“name”: “Can Sink Marks Be Removed After Molding?”,
“acceptedAnswer”: {
“@type”: “Answer”,
“text”: “Not economically. Unlike flash or burrs, sink marks are volumetric \u2014 the material has shrunk below the intended surface level.

Painting can partially camouflage minor sink but won’t eliminate it. The only reliable fix is addressing the root cause through design or processing changes.”
}
},
{
“@type”: “Question”,
“name”: “What Is the Difference Between Sink Marks and Voids?”,
“acceptedAnswer”: {
“@type”: “Answer”,
“text”: “Sink marks are surface depressions; voids are internal cavities. They share the same root cause (differential cooling shrinkage in thick sections) but manifest differently. In thin-wall parts, you tend to see sink marks because the thin outer skin gets pulled inward. In very thick parts, the shrinkage creates internal voids instead because the outer skin is rigid enough to resist the pull.

”
}
},
{
“@type”: “Question”,
“name”: “Does Gate Location Affect Sink Marks?”,
“acceptedAnswer”: {
“@type”: “Answer”,
“text”: “Yes. Gate location determines the flow path and packing efficiency. A gate far from a thick section means packing pressure drops before reaching it, increasing sink risk.

Ideally, gates should be positioned near the thickest cross-section to maximize packing compensation exactly where it’s needed most.”
}
},
{
“@type”: “Question”,
“name”: “How Does Wall Thickness Affect Sink Mark Depth?”,
“acceptedAnswer”: {
“@type”: “Answer”,
“text”: “Thicker nominal walls produce shallower sink marks for the same rib thickness ratio because there’s more material to absorb the shrinkage differential. Conversely, thin-wall parts (under 1.5 mm) are extremely sensitive to even small rib thickness increases \u2014 a 1.0 mm rib on a 1.5 mm wall will sink noticeably.”
}
},
{
“@type”: “Question”,
“name”: “Is Gas-Assist Injection Molding Effective for Sink Prevention?”,
“acceptedAnswer”: {
“@type”: “Answer”,
“text”: “Very effective, particularly for thick sections that can’t be redesigned.

Gas assist hollows out the interior of thick features while maintaining surface quality. It adds cost and complexity to both the mold and the process, but it’s the most reliable way to eliminate sink in structural ribs and large bosses without reducing their dimensions.”
}
}
]
}

---