| 项目 | 推荐数值/做法 | 备注 |
| 模具材料 | 718H（预硬 30–34 HRC）或 S136（淬回火 48–52 HRC） | 深腔镶件优先 S136 |
| 高导热镶件 | 铍铜 C17200，硬度 36–42 HRC | 用于深腔底部、凸台根部 |
| 随形水路直径 | 6–8 mm | 深腔侧壁取 6 mm |
| 水路距型腔面 | 8–12 mm | 局部可压至 6 mm |
| 冷却介质温度 | 40–60 ℃ | 深腔取上限减少温差 |
| 冷却水压力 | 0.3–0.5 MPa | 多回路并联时不低于 0.3 MPa |
| 流量 | 单回路 ≥ 8 L/min | 进出水温差 ≤ 3 ℃ |
| 型腔表面温差 | ≤ 8 ℃ | 深腔底部与口部对比 |
| 深腔深度/直径比 | > 3 视为深腔 | 超过 5 需专项冷却设计 |
| 顶出温度 | 低于材料热变形温度 20–30 ℃ | 按树脂牌号核定 |
深腔定义为深度与直径（或宽度）之比大于 3 的型腔，比值超过 5 时冷却问题急剧放大。热量沿腔壁一维导出，腔底到模板外侧的导热路径可达 80–150 mm，钢材导热系数仅约 30 W/(m·K)，热阻集中在腔底。常规直通水路只能布置在腔口附近，腔底冷却水无法到达，形成“口部过冷、底部过热”的倒置温度场。实测中腔底与腔口表面温差常达 15–25 ℃，对应收缩率差 0.2%–0.4%，是深腔件翘曲与尺寸超差的主因。冷却时间占成型周期 60%–75%，深腔件更甚，腔底温度每降 10 ℃，周期可缩短 8%–12%。因此深腔冷却设计的第一原则是把冷却介质送到热量最集中的位置，而不是在模板上均匀排布水路。
腔底、凸台根部、深筋底部是热节点，用整体钢料无法快速导出热量。做法是在这些位置嵌入铍铜 C17200 镶件，导热系数约 105–130 W/(m·K)，为模具钢的 3–4 倍，硬度 36–42 HRC 可满足一般产量要求。镶件与钢体采用 H7/js6 过渡配合，底面贴合面积不小于 80%，配合面涂导热硅脂降低接触热阻。镶件内部可加工 6 mm 冷却孔，直接通水，形成“点冷却”。需注意铍铜与钢材线膨胀系数差约 4×10⁻⁶/K，镶件尺寸不宜超过 60 mm，四周留 1.5–2 mm 钢壁约束。对产量超过 50 万模次或含玻纤的树脂，改用铜钨合金或钢质镶件加随形水路，避免镶件磨损与腐蚀。热节点处理后，腔底表面温差可控制在 8 ℃以内。
随形水路沿型腔面等距分布，是深腔冷却最直接的手段。设计参数：水路直径 6–8 mm，中心距型腔面 8–12 mm，深腔侧壁局部可压至 6 mm，但需校核该处钢壁承压，注塑压力 80–120 MPa 下不得变形。水路走向应沿深腔轴向螺旋上升，螺距取 15–25 mm，保证沿程水温上升不超过 3 ℃。制造上，金属激光选区熔化（SLM）适合 200 mm 以内的镶件，打印后需 500–550 ℃去应力退火，避免水路内壁开裂。传统工艺可用镶拼加隔水片（baffle）实现近似效果，隔水片与孔壁间隙 0.5–1 mm，流量损失约 20%。限制在于：随形水路内壁粗糙度 Ra 通常 8–15 μm，易结垢，需配 5 μm 过滤器并定期清洗；水路越长沿程压降越大，单回路长度宜控制在 1.5 m 以内，超过则改为多回路并联。
深腔模具应把冷却系统分为腔底、侧壁、口部三个独立回路，各自配流量计与调节阀。腔底回路走低温水 40–45 ℃、大流量，侧壁 50 ℃，口部 55–60 ℃，用提高口部水温的方式平衡整体温差，避免口部过冷导致夹水纹与内应力。每个回路进出水温差控制在 3 ℃以内，超过说明流量不足，应加大管径或增设支路。并联回路必须做水力平衡，各支路阻力差不超过 15%，否则远端回路流量衰减过半。冷却水压力 0.3–0.5 MPa，低于 0.3 MPa 时湍流不足，换热系数下降明显。建议在回水管加装流量开关与温度传感器，实现单回路报警。对多腔深腔模，各腔单独配阀，避免相互干扰。分区控温后，腔底与口部温差可由 20 ℃降至 8 ℃以内，周期缩短 10%–15%。
冷却设计是否有效须用数据验证。开模前做模流分析，重点看腔底固化时间与表面温差；试模时用红外热像仪测开模瞬间型腔表面温度，取腔底、中部、口部各 5 点，温差超过 8 ℃即需调整。连续生产时监测冷却水进出温差与流量，温差上升 2 ℃以上提示结垢或堵塞。维护周期：普通水每 3 个月清洗水路一次，用 5% 柠檬酸循环 30 min 后清水冲洗；铍铜镶件每 10 万模次检查配合面导热硅脂状态。水质要求硬度低于 200 mg/L（以碳酸钙计），电导率低于 500 μS/cm，超标时加装软化或去离子装置。停机超过 7 天应吹干水路，防止深腔水路内壁锈蚀。记录每次清洗前后的流量与温差，作为冷却系统劣化趋势的依据。
Q：深腔模具能不能只靠加大水路直径解决冷却？
A：不能。水路直径加到 12 mm 以上，距型腔面距离仍受钢壁强度限制，腔底热量依旧导不出；直径加大还会降低流速，换热系数反而下降。应优先用高导热镶件与随形水路把冷却送到热节点。
Q：铍铜镶件用多久需要更换？
A：按磨损与腐蚀判断，一般 30–50 万模次检查一次。配合面出现 0.05 mm 以上间隙、表面出现点蚀或硬度下降 5 HRC 以上即更换。含玻纤树脂或加磨料时寿命减半。
Q：随形水路打印件为什么容易堵？
A：内壁粗糙度 Ra 8–15 μm，水中悬浮物与钙镁垢易附着。对策是进水加 5 μm 过滤器、水质硬度控制在 200 mg/L 以下，并按 3 个月周期做酸洗循环。
Q：分区控温后周期反而变长是什么原因？
A：多为并联回路水力失衡，远端流量不足。检查各支路进出水温差，超过 3 ℃的支路加装调节阀或改串联；同时确认总流量是否达到单回路 8 L/min 的要求。
Q：深腔件顶出时变形，和冷却有关吗？
A：有关。腔底冷却不足时顶出温度偏高，脱模时材料强度不够。应把腔底表面温度降到树脂热变形温度以下 20–30 ℃再顶出，并核对腔底与口部温差是否在 8 ℃以内。
冷却水路应遵循三条硬规则：随形贴近型腔、间距按壁厚定量、进出水温差控制在5℃以内。
冷却水道要维持湍流，核心是让雷诺数Re≥4000，按水道直径反算最小流量并留20%余量。
结论：模具冷却水路优先选并联，型腔温差要求≤3℃时用串联+独立温控，单路压降控制在0.15 MPa以内。
随形冷却不是万能钥匙：成型周期缩短 15%–35%、模温均匀性改善 5–10 ℃时值得投，否则先改传统水路。
冷却水路验收的核心是流量、压降与温差三项现场可测指标，试模阶段以模具温度分布和成型周期稳定性作最终判据。