目前，针对快速热循环注塑工艺的研究可以归纳为两大类：关于模具快速加热与快速冷却技术方面的研究和关于快速热循环注塑工艺成型性能方面的研究。

为了实现注塑模具快速加热和快速冷却，满足快速热循环注塑工艺对型腔表面温度控制要求，国内外研究人员做了大量的研究工作，其中比较有代表性的工作如下：

1980年，Hendry^[34]提出将高温水蒸气直接注入型腔以快速加热型腔表面，而冷却阶段利用低温冷却水快速冷却模具。该技术虽然可实现模具型腔表面的快速加热和冷却，但高温水蒸气易在型腔表面凝结成液，从而影响塑件的表面质量。

1982年，Wada等^[35]首创了基于高频感应加热和冷却水冷却的模具型腔表面快速加热和快速冷却技术。该技术的优点是具有较高的模具加热和冷却效率，但由于需要额外的加热装置和操作结构，导致系统结构和操作流程复杂，同时也很难实现复杂型腔表面的均匀加热。

1998年，Yim^[8]首创了一种基于高温火焰加热的模具表面瞬间加热法，其原理是利用燃气和氧气燃烧反应释放的热量快速加热模具表面，随后再用冷却水快速冷却模具。该技术的优点是模具加热和冷却效率很高，但该工艺可控性差，存在安全隐患。

2002年，Yao和Kim^[15]开发了一种由金属加热层、氧化物隔热层及金属基体组成的模具快速加热和快速冷却系统，结合低频电阻加热和水冷却技术实现型腔表面快速加热和冷却。该技术的优点是具有较高的加热和冷却效率，但模具强度差、使用寿命低。

2005年，杨益成^[36]研发了一种基于红外加热和水冷却的模具快速加热和快速冷却系统。该技术同样具有较高加热效率，但与基于感应加热的技术相似，其同样需要额外的加热装置和控制机构，导致其系统和操作流程复杂，且加热均匀性较差。

2005年，日本小野产业株式会社和三井化学产业株式会社联合，首次推出了基于高温蒸汽加热的快速热循环注塑技术，并随后将该技术成功应用于家电、电玩、汽车等领域相关塑件的生产。

2006年开始，本书作者及其团队对蒸汽加热快速热循环注塑工艺进行了系统研究，解决了模具温度控制系统、模具设计与制造、工艺参数调控和产品质量控制、生产线建造等成套关键技术，于2007年在海信集团建成了大型液晶电视机前壳快速热循环注塑生产线，生产出了无需喷涂等后续加工的高光液晶电视机前壳，取得了很好的工程应用效果^[13，37]。在此基础上，课题组还研发了一种基于电加热和水冷却的电加热快速热循环注塑技术，并成功应用于大型液晶电视机面板的高光无熔痕注塑生产^[21，38]，并相继开发了电视机、空调、音箱等外观件的快速热循环高光注塑产品。

2006年，Yao等^[39]利用高频接近加热技术和冷却水冷却技术实现了模具型腔表面的快速加热和快速冷却。与高频感应加热相比，该技术的优点是不需要额外的加热装置，但该技术的模具结构复杂、可靠性不高、设计柔性差。

2011年，Chen等^[40，41]利用通入型腔的高温气体直接加热型腔表面，并利用循环冷却水快速冷却模具，从而实现型腔表面温度的快速变化。该技术的优点是系统结构简单，操控方便，且具有较高加热和冷却效率，但目前该技术仅适用于形状简单的型腔，对复杂型腔形状的适应性还有待进一步研究。

总之，尽管学术界和产业界已经开发了多种基于不同加热技术的型腔表面快速加热/冷却系统，但这些技术仍普遍存在模具寿命低、加热均匀性差、设计柔性差等技术不足，从而限制了它们的工业化应用。目前，只有蒸汽加热快速热循环注塑技术和电加热快速热循环注塑技术表现出了很好的工业化前景。如何实现型腔表面高效、均匀地加热和冷却，提高模具使用寿命，仍然是当前快速热循环注塑工艺领域的一个研究热点，尤其是对于具有三维复杂型腔的大型精密模具设计与制造技术。

关于快速热循环注塑工艺的成型性能的研究，主要是从四个方面展开的：一是快速热循环注塑工艺对塑件残余应力或光学性能的影响；二是快速热循环注塑工艺对熔体填充能力的影响；三是快速热循环注塑工艺对塑件表面质量的影响；四是快速热循环注塑工艺对塑件熔接痕的影响。(www.daowen.com)

关于快速热循环注塑工艺对塑件残余应力的影响，Kim等^[30]的研究结果表明，与常规注塑工艺相比，快速热循环注塑工艺可有效减小塑件的残余应力；Liou等^[42]借助计算机模拟，对快速热循环注塑过程进行了传热分析，计算了塑件的残余应力，研究发现快速热循环注塑工艺可以有效降低塑件的残余应力；Jansen等^[43]和Chen等^[12]的研究结果表明，随填充阶段模具温度升高，塑件的双折射现象和内部残余应力明显减小；Park等^[44]借助数值模拟手段，研究了快速热循环注塑工艺填充阶段的模具温度对塑件残余应力的影响规律。

关于快速热循环注塑工艺对熔体填充能力的影响；Yao等^[16]研究发现，快速热循环注塑工艺可以显著增加熔体的流动长度，降低注塑成型对注射压力和注射速率的要求；林志鸿^[45]研究了快速热循环注塑工艺的模具温度和熔体温度对熔体复制模具型腔表面微结构能力的影响。研究发现，随着模具温度升高，熔体可以更加精确地复制模具型腔表面微结构；Kim等^[46，47]研究了模具温度对光盘塑件表面微结构的影响，研究结果表明，快速热循环注塑系统的高模温可以显著提升光盘塑件表面微槽结构的形状和尺寸精度；Chang等^[48]研究了快速热循环注塑工艺对熔体复制微结构能力的影响，研究发现快速热循环注塑工艺可以显著改善超薄壁塑件表面微探针结构的形状精度；Chen等^[49]研究了填充时模具温度对塑件表面微结构成型精度的影响规律，结果表明，随着型腔温度升高，塑件表面微结构可以得到持续改善；Park等^[50]通过数值模拟，分析了快速热循环注塑工艺的模具温度对塑料熔体填充能力的影响。

关于快速热循环注塑工艺对塑件表面质量的影响；Yoon^[51]等研究了填充阶段型腔温度对发泡塑件表面质量的影响，研究发现，提高填充阶段型腔温度，可明显降低塑件表面粗糙度值，显著提高表面光泽度；郭永昇^[29]研究了快速热循环注塑工艺的熔体温度、模具温度、注射速率、保压压力、保压时间等参数对导光板塑件表面光泽度的影响；Chen等^[52-54]研究了模具温度、熔体温度及注射速率对塑件表面质量的影响；王桂龙^[55]研究了快速热循环注塑工艺对高光塑料、结晶型塑料、增强塑料等塑件表面光泽度、表面粗糙度和熔接痕形貌的影响；刘东雷等^[56，57]研究了快速热循环注塑工艺参数对高光蓝牙塑件品质的影响；伍晓宇等^[58]研究了局部薄壁塑件的快速热循环注塑工艺。

关于快速热循环注塑工艺对塑件熔接痕的影响，Chen等^[25]研究表明，通过提高模具温度，塑件熔接痕拉伸强度可由43MPa提高至57MPa，可彻底消除熔接痕；Park等^[59]研究表明，快速热循环注塑工艺可将塑件表面熔接痕深度由常规注塑工艺中的2.943μm减小为0.298μm，从而在视觉上消除塑件表面的熔接痕；Tung等^[60]研究了常规注塑工艺参数对尼龙塑件熔接痕强度的影响，研究发现，模具温度对熔接痕强度的影响最显著，在40～80℃的温度范围内提高模具温度可以增加熔接痕拉伸强度。

上述关于快速热循环注塑工艺成型性能方面的研究仍主要是通过常规注塑和快速热循环注塑工艺成型塑件的简单对比，验证快速热循环注塑工艺在降低残余应力、消除熔接痕、改善塑件外观品质等方面的技术优势，涉及快速热循环注塑工艺成型机理和工艺优化控制方面的研究非常少。

围绕快速热循环注塑工艺的研究，近年来国内外学者均做了大量的研究和开发工作，但尚缺少针对快速热循环注塑工艺成型机理、工艺控制理论与技术、三维复杂形状产品的快速热循环注塑工艺、模具疲劳寿命控制等方面的关键基础问题研究。作为一种新的注塑成型技术，快速热循环注塑工艺在国内外仍处于研发与初步应用阶段，尚存在诸多亟待解决的科学问题。这主要体现在以下几个方面：

1）快速热循环注塑工艺参数、模具结构设计、模具加工制造等因素对塑件外观品质、力学性能、光学属性、微观组织形貌、形状和尺寸精度等方面的影响规律尚不明确，与快速热循环注塑工艺调控、模具结构设计、模具加工制造等方面相关的技术资料和规范仍比较缺乏或尚不完善。

2）对于常规注塑工艺，各种塑料材料的成型加工规范已建立且比较完善，但对于快速热循环注塑工艺，尚缺少塑料材料的成型加工规范，从而增加了快速热循环注塑工艺调试的难度，也影响塑件的成品率。

3）快速热循环注塑工艺的应用范围尚比较窄，目前主要应用于改善塑件产品的外观品质及形状精度，而快速热循环注塑工艺在改善产品力学性能和光学性能、调控聚合物微观组织等方面的作用尚未得到充分发掘和应用。

4）各种快速热循环注塑模具普遍存在使用寿命相对较短或不稳定的问题，注塑模具容易发生疲劳破坏。

5）对于三维复杂形状产品，如何实现模具型腔表面的高效均匀加热/冷却和模具疲劳寿命的有效控制仍未很好解决，目前快速热循环注塑工艺多应用于形状相对简单的塑件，例如液晶电视机面板、空调外壳等。