当今世界化石原料日益短缺,引起塑料原料成本增加,对于塑料产品需求日益高涨。其中微孔发泡塑料具有质轻、省料、高抗冲击性能、高抗断裂性能、高比强度、隔音阻热等优点,在汽车、建筑和医学等领域有广泛应用。而国内微孔发泡注塑成型技术尚不成熟,有待继续提高。鉴于设备研发和实验研究的局限性,本课题借助仿真模拟技术研究微孔发泡注塑的发泡机理和泡孔分布规律,分析成型工艺参数对微孔发泡注塑成型产品质量的影响,为其在实际中的应用提供理论依据及参考。本文为实现一种新颖的含气TPU颗粒和微孔注塑成型技术相结合的方案,设计了一种超临界CO2预发泡装置。首先对装置的关键参数及结构进行设计和研究,之后对压力容器进行安全可靠性分析,并进行优化设计,得到在满足目标参数条件下的最小值,以达到节约材料和经济合理的目的。利用Moldflow仿真软件建立微孔发泡注塑成型模型,并对充填和保压过程进行模拟研究。结果表明填充过程中随着压力的增加,熔体射出重量的增长速率呈现先快速增长后缓慢增长的趋势,保压过程中随着时间的增加,压力逐渐下降。微孔注射成型工艺参数对泡孔结构有重要影响,通过软件模拟来分析工艺参数对泡孔半径的影响。结果表明模具温度对泡孔分布有一定影响,且随着离浇口位置的增加,泡孔半径呈现小范围的增长。而熔体温度对泡孔半径有明显影响,泡孔半径随着熔体温度的增长而变大,且在中心位置附近增长速率较快。泡孔半径随着超临界流体CO2含量的增大,呈现先减小后增加的趋势,并且下降过程比较平稳。充填体积对于泡孔半径的影响也较为明显,泡孔半径随着填充体积的增加而增大,距离中心位置越远泡孔半径越大。在模拟分析过程中,对微孔发泡成型中存在的潜在缺陷进行预测,发现有两条明显熔接线痕,且存在较多气穴。通过正交实验优化设计得到最优工艺参数组合。实验以熔接痕、气穴和残余应力为实验指标,模具温度、熔体温度和注射时间为因素,对正交模拟实验结果进行极差分析,分析出三因素对微孔注塑制品缺陷的影响程度,得到优化的最优成型工艺参数组合。使用最佳工艺参数组合模拟后的结果表明,熔接痕质量提高、气穴和残余应力显著降低。