注塑成型是指将受热融化的材料由高压射入模腔,经冷却固化后,得到成形品的方法。该方法适用于形状复杂部件的批量生产,是热塑性塑料和一部分热固性塑料最主要的成型加工方式。注塑模具作为注塑成型的重要装备,因此对其进行优化设计具有重要意义。注塑模具的优化是在注塑模具设计的基础上开展的。在注塑模具的设计开发过程中,需要统筹考虑制品结构设计、模具系统设计、成型工艺参数选择和材料选择等四项指标。在过去,注塑模具的优化设计仅仅是着眼于其中的一个方面,没有从模具可行设计、模具加工以及实际生产角度综合考虑以上所述的四项设计原则。本文从注塑成型过程的角度出发,分阶段、并行地考虑注塑成型的两个关键因素:模具结构参数和工艺参数对注塑成型的影响,来构造优化模型。为了系统分析并考虑各因素对制品质量的影响,作者首次把系统工程概念以及工程设计中的分解优化设计思想引入到注塑模具优化设计当中。在本文当中,为了简化把系统优化问题分解为浇口位置优化、保压曲线优化、冷却系统优化、成型工艺参数优化四个子系统,为构建系统优化和材料一体化设计软件平台奠定了基础。首先,在一定成型工艺条件下(模具温度、熔体温度和注射时间),对第一个浇口位置优化子系统,把基于信息熵的多种群演化算法与充填模拟分析程序相结合,最小化充填过程的模穴充填压力、模穴温度差异、过压以及摩擦热四项指标,来对浇口位置进行优化设计。其次,对第二个子系统,依据流动平衡原则建立流道系统,在第一个子系统浇口优化设计结果基础上,利用代理模型方法对保压曲线进行优化设计来最小化由于熔体冷却固化所产生的收缩。再次,对第三个子系统,基于如前的浇注系统设计、保压曲线设计以及相同的成型工艺参数,利用分级优化方法对冷却系统进行了优化设计。最后,由于本文所研究的注塑模具系统优化,其最终目的就是保证获得最优产品质量,表征产品质量的收缩变形和翘曲变形可以作为系统层的优化目标。因此,在第四个子系统中,把成型工艺参数作为设计变量,把收缩和翘曲变形作为设计目标,利用黑箱优化方法来对成型工艺参数进行优化设计,来提高产品质量。至此,注塑模具系统优化过程结束。