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快速变模温注塑成型(Rapid Heat Cycle Molding,以下简称RHCM)技术,可以有效地改善注塑制品的熔接痕、浮纤、表面粗糙、光泽度差等质量缺陷,是一种新型的注塑成型技术。本文以电热变模温注塑成型(Electrical Rapid Heat Cycle Molding,以下简称ERHCM)模具为研究对象,在进行加热过程模具型腔表面的热响应规律分析的基础上对模具加热系统的设计做了研究和探讨,以达到快速均匀地加热模具型腔表面的目的。本文的主要研究工作与成果如下:1.ERHCM注塑模具热平衡分析及关键结构设计。基于传热学基本理论,对ERHCM注塑模具加热过程进行热传递分析,建立热平衡分析方程,理论推导获得提高模具加热效率的方法。结合传统注塑模具设计基本准则和RHCM注塑成型工艺原理分析,提出ERHCM模具结构特别是加热系统关键部位的设计准则。2.ERHCM注塑模具热响应分析。对ERHCM注塑模具的传热过程进行有限元温度场模拟,在ERHCM注塑模具的热响应规律和特点分析的基础上提出了加热细胞单元这一理念,同时阐述了模具热响应效率的两个评价指标所代表的含义。基于加热细胞单元,评估了模具材料、模具结构和加热元件等因素对模具加热效率和温度均匀性的影响,分析讨论提高ERHCM注塑成型工艺加热效率和改善加热均匀性具体措施。3.提出了一种ERHCM注塑模具加热系统设计方法。基于随形加热冷却系统设计思想,将复杂的ERHCM注塑模具的加热系统简化成多个加热细胞单元,结合热响应分析计算、BP神经网络、多目标优化和多属性决策技术获得单个加热细胞单元的最佳设计参数,再将其映射到整个模具结构体来完成整个ERHCM注塑模具加热系统设计。在此过程中,以中心复合试验法(CCD)进行试验规划,运用所开发的ERHCM注塑模具辅助分析程序进行热响应分析,基于分析结果建立了加热时间以及加热完成后温差的BP神经网络模型,以加热效率和加热后型腔表面温度均匀性为优化目标,结合NSGA-II多目标优化方法和基于熵值权重法的TOPSIS多属性决策技术获得单个加热细胞单元的最佳设计参数。4.开发了具有人机交互中文界面的ERHCM注塑模具热响应辅助分析程序,有助于设计者对于ERHCM注塑模具加热系统设计参数的修改,提高了设计效率。论文的相关研究成果完善了RHCM注塑成型工艺的理论体系,为ERHCM注塑模具加热系统的设计提供了合理的指导原则,具有较强的工程和实用意义。