变模温注塑成型是对注射工艺过程模具的温度场进行控制的革新注塑工艺,拓展了注塑工艺的应用范围。然而模具温度升高后,会增加冷却时间,影响成型周期,降低生产效率,所以对其温度场量化分析意义重大。变模温注塑,快速冷却主要是通过流体介质的热对流和热传导实现;快速升温包括模温机高温介质、电加热棒、感应线圈、酒精灯、钨灯、燃气管道等多种方式,不同的温控方法在传热原理、适用条件、加热效率上存在差异,进而引起模具升温速率和温度分布均匀性的差异;而加热效率、升温速率和温度均匀性是影响生产效率和产品质量的关键参数;因此变模温技术的模具的加热效率和温度均匀性是变模温注塑成型研究的重点。为此,本文利用传热学知识,结合数值和实验方法,研究了模具温度对注塑质量的影响及变模温注塑工艺中模具快速加热常用的模温机、电加热棒、感应线圈的温度场量化、模具表面温度场优化和相关的工程应用。具体内容如下。（1）模具温度对丙烯腈-丁二烯-苯乙烯ABS、聚碳酸酯PC、聚甲醛POM材料成型质量的影响。对无定型料和结晶料注塑制品,用粗糙度和光泽度量化不同模具温度对成型质量的影响。数值方法研究了模具温度对材料黏度、型腔充填冻结层、充填压力等的影响。研究发现:随着模具温度的升高,浇口处注射压力、熔体黏度、冻结层有不同程度的降低;说明提高模具温度可降低黏度、改变充填方式,减少冷凝层厚度。此外,通过对光学透明材料PC的双折射模拟结果发现,高模温可改善制品的光学性能;对结晶料POM结晶模拟发现,注射成型制品的晶体尺寸随模温升高而增大,结晶取向随模具温度升高而减小,模具表面温度变化对制品的结晶有一定的调控作用。实验测量了模具温度50/70/90℃时,注塑试样的表面粗糙度和光泽度;发现:模温升高,表面粗糙度均降低,表面光泽度均有所提升,证明了模具温度调控对注塑工艺充填过程及表面质量的改善。（2）结合工程背景,对具有内热源的三维瞬态温度场控制方程进行合理简化和假设,确定了模温机（热水）加热、电加热棒加热和感应加热三种变模温技术的控制方程和定解条件（初值和边界条件）,实现了瞬态传热、电磁感应加热的温度场模拟,完成了不同变模温技术的温度场分析。结果发现:就加热速率而言,感应加热＞电加热棒加热＞热水加热;温度分布均匀性,热水加热＞电加热棒加热＞感应加热。因此,结合模拟结果和制品特点,选取加热效率和温度均匀性较好的加热棒加热技术,进行优化分析及工程应用。（3）构建复杂型腔模具表面的温度场优化目标和优化模型,通过响应面分析方法,基于Box-Behnken Design的实验结果,完成加电热棒功率的优化。优化后的五个加热棒功率密度分别为H1=0.18W/mm~2、H2=0.18W/mm~2、H3=0.20W/mm~2、H4=0.22W/mm~2;模具表面最大温差为4.47℃,模具表面温度均匀性比优化前改善了78.7%;且完成了二次响应面方程的精确度验证,最优解时误差为1.6%,表明了优化方法的有效性。（4）变模温技术的工程应用。结合优化理论、数值模拟和生产实验,对汽车零件、洗衣机面板注塑件实现了变模温技术的工程应用。数值模拟和实验研究发现:变模温可改善帯嵌件的汽车零部件充填过程及熔接线质量,改善家用电器薄壁制品的流动充填和外观性能;结合专业背景和模拟结果,提出制品成型的改进方案和建议,拓展变模温技术的适用范围,完成了理论对生产实践的指导。