对于注塑成型来说,随形冷却技术无疑具有很诱人的前景。该技术可以显著提高生产效率,改善制品质量,带来可观的经济效益。在国内,该技术与国外的差距较大,不仅体现在研究层次上,而且在商业应用中,采用随形冷却水道的注塑模具几乎也是没有的,这是由于3D打印技术不够成熟等原因造成的。同时,由于加工工艺上的改变,需要对随形冷却系统的设计方式进行创新,以便适应随形冷却注塑模具的设计。本文以注塑模具传统冷却系统为基础,结合传热学的相关理论知识,并基于选择性激光熔化(Selective Laser Melting,简称SLM)成型技术,对随形冷却注塑模具的设计及制造关键问题进行研究,提出随形冷却水道及注塑模具的设计方法,并完成塑料叶轮的随形冷却注塑模具的设计与制造。本文首先对国内外关于随形冷却注塑模具的相关研究进行了概述。然后从注塑模具的成型周期出发,研究了注塑模具在成型周期中的热量传递,在此基础上,基于注塑成型传统管道式冷却系统及传热学的相关理论,建立简化模型,以冷却均匀性为目标,结合CAE模拟软件,研究了随形冷却注塑模具的传热影响因素,得出了最主要的影响因素是冷却水道距模具壁面的距离。接着对基于3D打印技术(SLM)的注塑模具的成型特性进行了探究,其中包括基于3D打印的模具的成型流程、模具特征的成型性能、尺寸精度、表面质量、冷却水道的成型性能和清粉性能等。随后对随形冷却注塑模具的设计流程进行了研究,包括模具成型零件的设计、随形冷却水道回路的设计及随形冷却水道内部结构的设计等。最后以塑料叶轮为例,设计并制造了成型该塑件的随形冷却注塑模具,并对随形冷却技术应用于生产实践进行了分析。本文得出的影响传热的主要因素对指导随形冷却水路的设计有着重要的工程实践意义。基于SLM成型技术的成型特性研究为3D打印制造随形冷却注塑模具提供了借鉴,创新性地提出将强化传热的方法引入到随形冷却中,可提高模具的传热效率,丰富了随形冷却水道的设计。本文提出的基于特征的随形冷却水道设计方法,将冷却水道设计与制品设计相结合,具有较高的设计效率。本文成功设计并制造了成型塑料叶轮的随形冷却注塑模具,为随形冷却注塑模具的实际应用提供了参考与借鉴。