虽然近年来模具温度动态控制技术得到了较为广泛的关注，并已成为注塑成型技术研究领域的一个热点^[62，63]，但实际上模具温度的动态控制并不是一个全新的概念。早在柱塞式注塑机的年代，各种加热技术就已经应用于加热注塑模具，以实现模具温度的动态控制。通常的办法是将热流体介质通入模具内部管道或在模具内部安装电加热元件以加热模具，而随后将冷却介质通入模具内部管道以冷却模具。但由于加热效率和冷却效率都比较低，使得注塑成型周期较长，从而限制了动态模温控制在实际注塑生产中的应用。另外，从市场需求的角度看，由于过去对塑料产品品质，包括形状和尺寸精度、外观质量、光学性能等的整体要求相对较低，通常情况下，采用恒定模温控制方法注塑成型的塑件即可满足产品的使用要求。上述两个方面的原因使得动态模温控制技术缺乏竞争力，很难在讲究高效率与大批量的实际注塑生产中被广泛应用。直到今天，连续冷却式的恒定模温控制策略以其成型效率高、稳定性好的特点，仍然广泛应用于注塑成型工艺。

为了解决动态模温控制与注塑成型效率间的矛盾，必须对注塑模具进行快速加热与快速冷却，以缩短模具的热循环周期，从而在不严重影响生产效率的同时实现动态模温注塑。从这个意义上讲，如何实现模具的快速加热与快速冷却是动态模温控制技术的核心。虽然早在20世纪50年代末60年代初，Bolstad^[64]和Lemelson^[65]就在各自申请的美国专利中分别设计了一种可实现模具快速加热与快速冷却的注射装置，但是关于快速加热与快速冷却注塑模具的研究直到90年代以后才得到真正的重视，与之相关的研究也急剧增多。这主要存在三个方面的原因。首先，进入90年代后，3C（Computer，Communication&Consumer Electronic）、生物医药、汽车等产业得到了迅猛发展，市场对精密塑件、光学塑件、微型塑件、超大型塑件等常规注塑难以成型塑料产品的需求十分迫切。常规注塑由于采用恒定模温控制策略，模具温度相对较低，很难满足上述塑料产品的成型要求。其次，随着各种工程塑料力学性能的不断提升，其熔体的流动性变差、成型加工困难，采用恒定模温控制策略的常规注塑已经很难适应各种新型工程塑料的注塑成型工艺要求。另外，常规塑件通常无法满足对装饰类外观塑料产品高外观质量的要求，需经打磨、喷涂等二次加工工序，方可投入使用。这不仅延长了生产流程，增加了生产成本，还造成了环境污染，并给工人的身体健康带来了潜在的威胁。

近年来，随着社会节能减排和环保意识的增强，市场迫切需要一种低能耗、环境友好型的新型注塑成型工艺，能够一次成型出具有高外观质量的塑件，从而减少甚至消除打磨、喷涂等二次加工工序。

关于模具快速加热与快速冷却技术的研究主要是围绕加热方法、冷却方法及模具结构三个方面进行的。目前应用于动态模温控制的加热方法主要可分为主动加热和被动加热两大类。

主动加热技术或方法包括：对流加热^{[34，37，45，66-74]}、电阻加热^{[12，14-17，23，24，26，30，31，43，47，64，65，67，75-83]}、感应加热^{[25-29，35，49，54，59，84-96]}、高频接近加热^{[39，44，50，97-98]}、红外辐射加热^{[36，48，99-103]}、热管加热^[104]、均热板加热^[105，106]、火焰加热^[34，69-70]、电介质（微波）加热^[107-110]、热电加热^[32，111]等；被动加热技术或方法是利用射入模具型腔的高温塑料熔体本身释放的热量加热模具，例如隔热层技术^{[42，46，47，51-53，81，82，112-118]}、脉动模温调节技术等^[119-126]。(www.daowen.com)

与关于注塑模具加热技术的研究热度相比，关于注塑模具冷却技术或方法的研究则显得较少。目前，对于各种动态模具温度控制系统，应用最为普遍的模具冷却方法与常规注塑中的模具冷却方法相同，仍然是通过将冷却液（水、油或其他介质）通入模具内部的冷却管道，以对流换热的方式冷却模具。与模具快速冷却相关的研究相对较少的原因主要包括以下几个方面。第一，在实际注塑生产中，这种常规的利用循环流动冷却液对注塑模具进行冷却的方法非常容易实现、且具有很高的适用性、稳定性和可操作性。另外，与恒定模温控制策略下模具的对流冷却不同，在动态模温控制策略下，模具冷却可采用降低冷却液的温度[21]、采用一些强化对流传热的措施^[127，128]或者结合一些新的冷却技术，例如随形冷却[129-145]、热管冷却^[146-151]，以获得较高的冷却效率和缩短冷却时间。通常情况下，采用常规的冷却方法，就可以满足快速热循环注塑工艺对模具快速冷却的要求。第二，冷却阶段，模具处于闭合状态，可用于模具快速冷却的方法相对比较有限，现有的冷却方法仅限于对流冷却^{[26，31，36，37，71，77]}、相变冷却^[152-153]及接触冷却^[154-155]三种。第三，因为模具冷却可与注塑过程的保压、熔胶等操作并行进行，所以模具冷却时间对注塑成型周期的影响并没有模具加热时间那么显著。追求过高的冷却速度不但不会有效缩短成型周期，反而可能导致模具冷却不均匀，降低塑件产品的性能。第四，模具型腔中塑料的热扩散系数要远低于模具金属的热扩散系数，并且模具型腔中的塑料熔体因冷却收缩而使得塑料与模具型腔之间存在较大热阻，这使得单纯提高模具的冷却效率并不能有效提高模具型腔中塑料的冷却速度。换言之，模具冷却速度对型腔中塑料冷却速度的影响有限，过高的模具冷却速度并不能显著缩短注塑成型的冷却时间。

从注塑模具结构的角度看，提高模具加热效率和冷却效率的方法主要有三种途径：一是尽量减少需要被加热/冷却的模具材料的热惯性；二是加强需要被加热/冷却的模具材料的隔热与保温；三是选择导热性好的模具材料。

文献中的多层模具结构^{[12，14，15，17，31-33，43，76-77，81-82，114，156-157]}、多孔隙模具结构^{[39，63，88，129，140，-141]}、随形加热/冷却管道设计^{[129-140，142-145]}、浮动型腔式模具结构^{[19，20，158]}等均是通过减少模具材料的体积，以获得较高的加热冷却效率。值得注意的是，多层模具结构中在加热层与模具基体层间一般都有一层隔热材料（隔热层），从而可以减少加热过程的热量散失，提高加热效率；孔隙模具结构中模具型腔下面的大量气孔在加热过程中同样也可以起到减少热量损失、提高加热效率的作用；而浮动型腔式模具结构具有一个可浮动的模具型腔，加热时模具型腔与其背面的冷却板分离，在其间形成具有隔热作用的空气层，以减少加热阶段的热量损失。对于动态模温控制用注塑模具，除了要考虑尽量减少模具的热惯性以外，还应当保证注塑模具具有足够的刚度、强度，以承受注射压力和锁模力的作用。另外，考虑到注塑模具将承受频繁的热/冷交替作用，注塑模具还必须具备足够长的热/力疲劳寿命，以满足大批量注塑生产的要求。

总之，模具设计应当综合考虑加热/冷却效率、模具强度、使用寿命等因素，以保证技术、经济和实际应用的可行性。对于模具材料，虽然高导热性的材料可以提高模具型腔表面温度的响应速度和均匀性，但是模具材料的选择还应当综合考虑成本、可加工性、热物理性能、疲劳属性等因素。下面将主要集中围绕各种不同的加热技术或方法，并结合各种典型的模具结构，对动态模温控制系统的研究现状及存在的问题进行详细论述。