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本论文在详细分析了金属粉末注射成形(Metal Injection Molding，简称MIM)充模机理的基础上，假定喂料熔体为混合均匀、不可压缩的非牛顿流体，充模流动为层流，依据流体力学和热力学知识，结合实验结果，采用欧拉法列出了完整的求解方程，并给出了相应的边界条件。同时在此基础上，数学分析了采用有限元方法的求解过程，并利用有限元分析软件ANSYS中的FLOTRAN模块实现了MIM的充模流动的3D模拟求解。 利用ANSYS提供的二次开发功能，修正了FLOTRAN提供的简化了的幂律模型语句，加入温度项参数，重新编译该模块并基于新生成的模块进行充模模拟。 以硬质合金Ⅰ型拉伸试样为例，结合3D技术，模拟了MIM喂料在简单几何模腔的流动情况，利用ANSYS提供的Z-Buffer切片模型空间观测方式，讨论了浇口位置、浇口大小和模壁温度等主要工艺参数对熔体充模过程的影响，预测注射成形过程中部分常见缺陷产生的条件。模拟结：果表明：当采用大小为4×1mm~2的侧面浇口、模温320K、注射温度400K以及体积流速60cm~3／s的注射参数进行注射时可以得到良好无缺陷的硬质合金Ⅰ型拉伸试样预成形坯。 结合实际生产情况，进一步选取形状复杂的支持块模腔进行3D充模模拟，根据模拟结果，预测实际制品缺陷产生的部位并分析了缺陷形成机理。最后依据模拟结果，推荐采用INLET4位置浇口进行注射生产，实验表明制得的支持块无缺陷，产品通过了有关部门的验收，证明了充模流动3D模拟的可行性和准确性，同时展示了3D充模模拟技术在指导工艺参数优化方面的广阔前景。