注塑硬模快速制造技术结合了快速原型工艺和传统的模具翻制技术，即利用不同于最终模具材质要求的材料作为中间过渡材料，通过不同的工艺翻制成最终所需的模具。这种技术不仅能缩短模具的制造周期，降低生产成本，还能简单、快捷地得到随形冷却水道，实现注塑成型的快速、均匀冷却，并改善塑件的质量。其中运用喷涂法制造注塑硬模的应用最为广泛。本文首先以石膏和氧化铝陶瓷作为喷涂原型基体材料，利用等离子喷涂工艺进行注塑硬模的翻制实验，实验结果表明，以石膏为原材料的原型基体强度不足，在喷涂过程中容易发生溃散现象，难以得到理想的喷涂层；经过烧结的氧化铝陶瓷基体虽然有足够的强度，但由于烧结使基体各部位产生了不均匀的收缩，基体形状和尺寸精度难以保证，导致最终模具的尺寸精度难以满足要求。同时，喷涂层与陶瓷基体难以分离，不利于在实际生产中。基于以上实验，提出了采用石墨作为基体材料，结合等离子沉积成形工艺，进行注塑硬模的制造工艺，即在石墨块上加工出与分型面一致的曲面，然后利用等离子在石墨表面沉积一层金属，利用翻制工艺制造出所需的注塑硬模。在翻制过程中，根据CAE软件模拟出来的最佳冷却方式，将冷却铜管预埋在背衬层中，这样可以得到最终的随形冷却水道的注塑硬模。结合理论和实验研究，本文取得了如下研究成果：（1）石膏和氧化铝陶瓷不适宜于等离子喷涂翻制注塑硬模的喷涂基体材料。（2）石墨加工性能好，熔点高，导电性好，适合等离子沉积制造注塑硬模的工艺，实验表明沉积层与石墨块分离容易。（3）为了避免等离子沉积过程中沉积层的翘曲变形，需要在石墨基体表面上加工系列直径4mm，深5mm的工艺孔，这样便于沉积过程中的熔融金属液流入小孔中，增加对沉积层的约束力，从而消除翘曲变形。（4）实验得到了基于石墨基体材料的最佳等离子沉积成形工艺参数。（5）掌握了冷却水道的最佳优化设计方法和模具翻制过程中随形冷却水道的实现方法。