模具加热冷却系统直接决定蒸汽加热快速热循环注塑模具的热响应效率，故模具加热冷却系统设计是快速热循环注塑模具结构设计的关键部分。模具加热冷却系统主要包括两部分：加热系统和冷却系统。蒸汽加热快速热循环注塑模具的加热系统主要由模具型腔板内一系列加热管路组成，而其冷却系统则主要由模具型腔板内一系列冷却管路组成，所以模具加热冷却系统设计实际上主要指的是型腔板内加热管路和冷却管路的设计。

考虑高温水蒸气和冷却水的物理性质和特点，模具型腔板内加热管路和冷却管路既可以采用分开独立的结构，也可以采用共用的结构。

图4-7所示为加热管路和冷却管路分开独立布局的结构示意图。从图中可以看出，模具型腔板内有两组管路，其中紧靠模具型腔表面的一组管路是加热管路，距离型腔表面稍远的是冷却管路。对于这种分开独立的管路排布结构，加热管路和冷却管路设计的目标就是确定合理的加热管路直径、冷却管路直径、加热管路间距、冷却管路间距以及加热/冷却管路与型腔表面之间的距离。

图4-7 加热管路与冷却管路分开独立布局的结构示意图

1—型腔板 2—加热管路 3—冷却管路

图4-8所示为加热管路和冷却管路共用布局的结构示意图。从图中可以看出，模具型腔板内只有一组管路，即高温水蒸气和冷却水共用的加热冷却管路。与分开独立的管路布局方案相比，共用管道设计方案中管道系统相对简单，其设计目标就是确定合理的加热冷却管道直径、间距及其与型腔表面间的距离。另外，与分开独立的管路布局方案相比，由于共用的管路布局方案中管路较少，故模具型腔板将具有更好的强度与刚度。

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图4-8 加热管路与冷却管路共用布局的结构示意图

1—型腔板 2—加热/冷却管路

在对加热管路进行设计时，还应考虑加热冷却管道的长度及进出口位置对模具加热效率和均匀性的影响。图4-9所示为两种加热管道布局方案。由于方案2中单个加热管路的长度小于方案1中单个加热管路的长度，故方案2中加热管路出入口处高温蒸汽的压力和温度相差较小，这意味着加热过程中方案2中模具型腔表面具有更均匀的温度分布和更高的加热效率。从这个角度看，方案2的设计明显优于方案1。但方案2由于加热介质的出入口较多，实际应用中会受到蒸汽流量、模具具体结构等方面的限制，在加热管路设计过程中必须兼顾这些因素的影响。

总之，对于蒸汽加热快速热循环注塑模具，加热冷却系统设计的目的就是实现加热管道和冷却管道的优化布局设计，以获得较高的加热冷却效率、温度均匀性、模具结构强度及疲劳寿命。关于蒸汽加热快速热循环注塑模具加热冷却系统的优化设计，本书将在后面章节中进行详细介绍。

图4-9 两种加热管路设计方案

a）方案1 b）方案2