在注塑成型中，模具的冷却过程会受到材料、工艺还有模具等各种方面的影响，所以模具热传递的情况特别复杂，用数学或者物理模型很难准确地把它描述清楚。所以我们对它进行一些合理的假设和简化：模具在稳定生产的状态下，一个周期里模具平均温度是不变的；假设塑件热流传递的方向只沿着型腔表面的法线方向（也就是厚度方向），把制品内部的传热简化成一维瞬态传热过程；假设塑件和模具型腔表面完全接触，接触热阻是零；假设模具里的热传递主要是热传导和对流，忽略模具外表面向自然环境释放的热量以及传给注塑机工作台的热量；假设塑料、模具和冷却液的热物性参数（像比热容、导热系数、密度等）都是常数，不会随着温度变化。

模具型腔填充的时候，塑料熔体先像喷泉流一样在注射压力推动下快速往前，高温熔体的流动末端不断和比较冷的模具壁面接触，发生相变形成固化层，把热量通过热对流和热传导的方式传给模具壁；一直到填充结束，高温的熔体中心层始终向低温的型腔壁传递热量，让液态的熔体变成固态的塑件。

液相的熔体变成固相的塑件是一个相变导热的过程，这是个非线性的导热问题，比单纯的导热问题复杂得多，要想精确地用数学来描述这个过程挺难的。因为塑件厚度方向的尺寸比塑件的长、宽等尺寸小很多，按照这个原则简化数学模型，我们假设塑件热流传递的方向只沿着型腔表面法线方向，把它简化成一维相变传热。建立了熔体热传导、冷却液的对流传热以及模具内部热传导的数学模型，详细分析了冷却过程的传热机理，研究了影响冷却效果的因素，发现影响冷却时间和模具温度分布的因素有产品壁厚、水路的直径大小、相邻水路的间距以及水路中心线到型腔的距离等。对于随形冷却水路来说，注塑的工艺参数和水路的设计参数是影响制品冷却的主要因素。前者可以通过模拟仿真软件的试验设计得到最佳的工艺变量，或者靠注塑工艺师的经验得到比较好的设计参数。后者一般是根据设计师的设计经验或者传统冷却水路的设计规范。虽然传统冷却水路在水路直径、水路之间的间距和水路至型腔的距离等方面的设计规则能给3D打印的随形冷却水路设计提供一些参考，但是对于随形水路来说，还是没办法准确预测设计是不是能让冷却效果最好。为了提高生产效率并且保证产品质量，冷却系统的设计要以缩短成型周期和让制品冷却均匀为目的，这就需要对影响水路冷却效果的重要设计参数进行分析研究。因为传统水路的设计规则对随形水路的设计有一定参考性，所以我们按照传统水路的设计规则对随形冷却水路的设计参数进行分析。通过前面的分析，我们知道影响随形水路冷却效果的设计变量主要有：水路的排布类型（比如串联型或并联型排布）、水路的截面几何形状、水路的直径大小、相邻水路的间距以及水路中心线到型腔的距离等因素。