高分子製程之電腦模擬提供了很多方面的巨大優勢，設計者和工程師幾乎可考慮任何幾何和加工選項 (geometric and processing option)，卻不會產生相關的費用，包括雛型模具 (prototype mold)、模具製造 (die making)、材料 (耗時的反複試驗程序)。在電腦上嘗試新的設計或概念，讓工程師有機會在生產開始之前檢測並修復問題 (detect and fix problems)。此外，製程工程師可以確定加工參數 (processing parameters) 對最終產品品質和性質的敏感性。例如，當設計射出成型時，電腦輔助工程 (CAE, computer-aided engineering) 提供設計人員一定的彈性，決定不同澆口方案 (gating scenarios)、流道設計 (runner designs)、冷卻線位置 (cooling line location) 的效應。例如，在工業上不斷減少射出成型塑件的厚度，而厚度的減少會增加模具充填期間的壓力需求，典型的壓力值可達到 2,000 bar (或 200 MPa)，這樣的壓力對熔體的黏度和熱性質具有巨大的效應；大部分市售軟體並沒有考慮這些影響。
CAE 在製程設計和最佳化的第一步是將實體模型 (solid model) 轉換成模擬軟體套件可以使用的有限元素網格 (finite element mesh)，例如 Fig. 6.26 中所示的 PA6 外殼。通常情況下，三維幾何模型被轉換成一個中平面模型 (mid-plane model)，此模型實質上是一個在三維空間排向的二維幾何 (a 2-D geometry oriented in 3-D space)，然後一個有限元素模型在中平面表面生成。基本上，最常見的射出成型模型使用這種方法來表示塑件的幾何形狀，儘管這樣的模型 (Hele-Shaw 模型) 足以代表大多數薄且平坦 (thin and planar) 的射出成型零件，但是當射出成型零件的高寬比 (aspect ratios) 較小或具有三維特徵時，這些模型將失效。
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| 現代的射出成型模擬套件被用於設計模穴的熱配置 (thermal layout) |
模具充填模擬 (Mold Filling Simulation)
結合有限元素網格 (Fig. 6.26) 和控制體積方法 (control volume approach)，模擬套件透過求解耦合的能量與動量平衡 (coupled energy and momentum balance)，得到模具充填的圖案 (pattern)，它不但包括高分子熔體在流動時存在的非牛頓效應 (non-Newtonian effects)，也包括冷卻對模腔內部熔體流動的影響。
模具充填分析和最終的填充圖案可用於預測熔接線 (weld lines) 的形成 (或處理纖維增強複合材料時的接合線 (knit lines)) 和氣體截留 (gas entrapment)。這些將造成薄弱點和表面光潔度問題 (weak spots and surface finish problems)，導致最終零件的破裂和故障 (cracks and failure) 以及美學問題 (esthetic problems)。Figure 6.27 展示了預測的 60% 模具零件充填和 Fig. 6.26 的澆口。壓力和夾緊力要求也是零件和製程設計期間需要的訊息，兩者都是由商業射出軟體計算得來。在模擬中，材料的流變、幾何形狀、加工條件均是被明確定義的，在這種情況下，模擬的精度可以非常高。Figure 6.28 展示了一個實驗和預測短射 (short shots) 的比較；可以看出，預測和模擬是一致的。
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| 現今的 CAE 射出成型套件可以精準預測模具充填圖案 |
排向預測 (Orientation Predictions)
分子和填料的排向對最終產品的性能產生深遠影響，分子排向不僅會影響高分子的機械性質，也會影響光學性質。例如，雙折射率 (birefringence) 受控於分子排向性，對於某些需要光學特性的產品 (例如，鏡片)，雙折射率必需非常小。Folgar-Tucker 模型已見於各種市售的射出和壓縮模具充填模擬程式。Figure 6.29 呈現預測與實驗雙折射圖案的比較，對於圖中所示的聚碳酸酯透鏡 (polycabonate lens)，雙折射圖案與分子排向直接相關。
收縮和翹曲預測 (Shrinkage and Warpage Predictions)
收縮和翹曲與殘餘應力 (residual stresses) 直接相關，此應力源自於製程中的熟化 (curing) 或固化 (solidification) 階段發生的不同應變場 (varying strain fields)。這種應變梯度是由不均勻的熱機械性質 (nonuniform thermomechanical properties) 和模腔內部溫度差異 (temperature variations) 引起。熟化造成的收縮也在熱固性高分子 (thermosetting polymers) 的殘餘應力發展中起主導作用，也對纖維增強的熱固性塑料 (fiber reinforced thermosets) 很重要；當縮痕 (sink marks) 出現在較厚的部分或肋狀 (ribbed) 零件，收縮也是一個問題。在加工熱塑性材料時，最終產品的收縮和翹曲取決於加工過程中形成的分子排向和殘餘應力。分子或纖維的排向以及內部的殘餘應力又取決於射出成型製程的模具填充、保壓、冷卻階段的流動和熱傳。為了預測最終產品的殘餘應力，現代軟體套件使用材料的 pvT 行為，表徵高分子從熔體到室溫的熱機械響應，以及溫度相關的應力應變行為。Figure 6.30 展示了 Fig. 6.26 零件在冷卻和脫模之後的翹曲幾合圖。翹曲通常以圖形方式描繪為整體偏斜量 (deflection)，以及將偏斜零件幾合疊加於模具幾何。翹曲的最小化是設計工程師最關心的問題之一，有時可以透過更改樹脂配方來實現。進一步的翹曲減少可以透過更改澆口的數量和位置。儘管試誤法 (trial-and-error solutions) 仍然是當今最常見且可行的解決方式，電腦最佳化通常可以降低成本。
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| 翹曲是塑件製造常見的問題，現代軟體套件可以精確預測最終產品的翹曲 |
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