喷丝板直接决定了所纺纤维的粗细、形状等外形参数，其设计对于纺丝能否实现预期功能起到至关重要的作用。喷丝板的设计包括：确定喷丝孔的孔数、孔的形状、尺寸和孔的排列等要素；选择和确定喷丝板板面的形状和尺寸、板的厚度尺寸；选择喷丝板的材料，提出技术要求等多项内容，最终以零件工作图形式完成设计任务。
1.喷丝板微孔设计
（1）孔数的确定。喷丝板的孔数是由纺丝工艺条件、纤维品种与纤度来确定的。一般情况下，按照纺丝卷绕速度的计算公式，有
式中：V 为卷绕速度（m／min）；Q 为单位时间内泵供量（g／min）；Tt 为成品纤维的线密度（tex）；Z 为喷丝板孔数；k 为拉伸倍数；1.15 为考虑回缩等的经验常数。
由式（1-16）可知，在卷绕速度、泵供量及拉伸倍数等因素不变的情况下，喷丝板的孔数与纤维的线密度成反比。若增加纺丝机的产量，通常为提高卷绕速度，以及增加喷丝板的孔数。
（2）微孔结构尺寸的计算。在纺丝泵供量一定的条件下，为使纺丝状态更为稳定，在设计喷丝板微孔直径时，应使其剪切速率低于纺丝物料熔体的临界剪切速率。对于纺丝熔体在圆形孔壁面的临界剪切速率有如下公式：
式中：γw为临界剪切速率（s-1）；q 为单孔流量（cm3／s）；n 为流动指数，对于牛顿流体，n＝1；R 为喷丝板微孔半径（mm），当喷丝板微孔孔型为异形孔时，R 即为异形微孔当量半径。根据经验，当异形孔的当量直径在0.15～0.45mm 范围内时，基本满足一般熔纺成型要求。
异形孔的尺寸设计较为复杂，因此，可采用米勒简化公式进行计算：
式中：D 为异形微孔当量直径（mm）；Q 为微孔的横截面积（mm2）；S 为微孔的周长（mm）。
在式（1-17）中，对于喷丝板单孔流量q 有：
式中：Tt 为单丝线密度（dtex）；K 为经验打滑回缩系数，按经验值取0.9；V 为卷绕速度（m／min）；N 为后拉伸倍数；ρ 为熔体密度（涤纶、锦纶、丙纶分别为1.2、1.05、0.80）。
微孔的长径比L／d，也同样是微孔的重要结构尺寸之一，与熔体的膨化率密切相关，实际使用的喷丝板微孔长径比一般为1.5～4。
2.导孔外形设计
设计喷丝板导孔时，应注意导孔和微孔的连接处避免产生死角，以免破坏熔体流动的稳定性。由于加工的难度与局限性，目前应用最为广泛的是圆柱形导孔。
一般的喷丝板圆柱形导孔的直径为1.6mm、2mm、2.5mm、2.8mm 和3mm。我国喷丝板标准系列中，导孔直径多为3mm。导孔和微孔之间的过渡部分称为底孔，其与中心线的导角角度和临界剪切速率密切相关，导角越小，则熔体流动越稳定，但制造较困难。因此，实际使用的喷丝板单锥孔导角为60°～90°，国内多数为90°。
3.喷丝孔的排列
喷丝孔的排列形式影响着纺丝成品的质量，在设计喷丝孔的排列时应考虑以下几点。
（1）出丝后丝束需保持均匀冷却。纤维从喷丝板的孔挤出后需要进行风冷，因此，喷丝板上孔与孔的间距须保持在一定值以上，来保证每圈的丝束都可以达到较为良好的冷却效果。(www.xing528.com)
（2）各孔出丝均匀。为了保证这点，一般在设计时会采用“孔+导槽”的设计，以保证熔体的充足储备，进而实现出丝均匀。
（3）喷丝板应具有一定的强度。开孔会导致喷丝板的强度下降，设计时，应使孔与孔的几何尺寸、间距相等，尽量减少形变的产生。
目前工业生产上，喷丝板微孔的排列形式被广泛使用的有同心圆排列、正方形及菱形排列、满天星形排列、一字形排列、分区均布排列、直线形排列等六种。矩形喷丝板通常采用直线形排列，圆形喷丝板则较多选用同心圆排列和分区均布排列。
周向孔间距t0可用下式进行计算：
式中：D0为喷丝孔圈层直径（mm）；n0为每圈层喷丝孔数。
圈层间距tP为：
式中：D1为喷丝孔首圈直径（mm）；D1为喷丝孔末圈直径（mm）；n 为总圈数。
4.喷丝板外形设计
（1）喷丝板材料的选择。喷丝板外表面长时间处于裸露状态，即长期处于高温、强腐蚀性的环境下。喷丝板的工作条件一般为：T≤450℃，P≤39×105Pa。因此，要求材料能够耐高温、耐腐蚀，性韧，质软，容易冲挤加工成形。
纤维工业的生产上，日本较广泛使用的喷丝板材料有SUS32、SUS27、SUS24 三种。目前很多国家均采用SUS630。
（2）喷丝板板面形状的设计。喷丝板分为圆形和矩形两种。目前我国只颁布了圆形圆孔喷丝板的标准（FJ292—73），据规定，锦纶、涤纶和丙纶材料的熔融纺丝通常情况下应选择圆形喷丝板。矩形喷丝板如图1-10 所示，孔呈横向排列，采用侧吹风冷却。这种设计的优点是减少了吹风层数，透气性好，纤维冷却均匀；缺点是矩形的密封性较差，因此对矩形面加工精度及垫片密封可靠性要求更高。
图1-10 矩形喷丝板示意图
（3）喷丝板厚度的计算。喷丝板上所受的压力可以分两种情况进行讨论。正常情况下，熔体到达喷丝板时，压力约为4MPa；喷丝板微孔堵塞时，压力则可达10MPa 以上。根据设计压力的不同，喷丝板的厚度也变得不同。
根据经验公式，喷丝板的厚度S（mm）可用下式进行计算：
式中：D 为喷丝板直径（mm）；K 为与材料及熔体压力相关的常数，取值见表1-4。
表1-4 K 值
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