快速热循环注塑成型(Rapid heating cycle molding,RHCM)采用了动态的模具温度控制策略,模具温度在充模过程中保持在相对高的温度,填充完毕后立即快速冷却,以缩短成型周期。该技术可一次成型表面无明显熔接线、无浮纤、高光泽的产品,无需后续喷涂等后处理工序,实现绿色化生产。与常规注塑成型相比,其工艺更加复杂,对工艺参数的要求更高,产品往往易出现收缩、翘曲变形及表面缩痕等质量问题。数值模拟技术对于解决复杂的工程问题提供了强有力的研究手段。常规注塑成型采用恒定的模具温度,而RHCM工艺的模具温度是瞬态变化的,鉴于此差异,常规注塑成型数值模拟技术不能再适用于RHCM成型过程。因此,论文对RHCM成型过程数值模拟技术进行了研究,并结合优化设计理论对RHCM成型制品质量控制进行了研究。主要研究工作及成果包括:①过热水式快速变模温注塑成型过程数值模拟技术研究。以1MPa压力下180℃的高温热水作为加热介质来实现模具的快速变模温,基于Moldflow构建过热水式快速变模温注塑成型有限元模型,并对过热水式快速变模温注塑成型的“充填+保压+冷却+翘曲”过程进行数值模拟,获得压力、温度、时间及冷却结果等。②工艺参数对高光制品质量的影响研究。以某空调柜机出风面板产品为例,以制品的表面缩痕、体积收缩率及翘曲变形作为其质量评价指标,在RHCM成型过程数值模拟的基础上,借助于田口实验及单因素实验研究模具温度和不同模具温度下熔体温度、保压压力、保压时间、冷却时间对制品质量的影响,获得了工艺参数对缩痕、翘曲变形及体积收缩率的影响规律,并分析了制品缺陷产生的原因。③快速变模温注塑成型工艺优化技术研究。提出一种综合CAE分析、实验设计、Kriging模型和遗传算法等结合的多目标优化策略。将该优化策略应用于某空调面板产品质量控制过程中,最终获得了最佳的工艺参数组合为:加热时间36.9s、熔体温度182.9℃、保压压力88.5MPa、冷却时间51.3s、注射时间2.2s、保压时间8s,并经CAE分析验证了优化结果的合理性。④生产试制。将优化设计的成型工艺参数应用于生产试制,得到的产品符合质量要求,取得了比较满意的效果,验证了该优化策略的合理性及可行性。同时,为其他RHCM工艺过程的制定提供可行的规划指导。