本发明公开了一种模内喷涂系统，包括注射机、PU注射装置和模温控制单元，注射机包括料斗、注射部件、前模板、动模板和合模机构，在所述的前模板上设置有第一半模，在所述的动模板上设置有第二半模和第三半模，第二半模和第三半模分别与第一半模合模后形成基材注射模腔和PU注射模腔，第三半模的侧面安装有一连接PU注射装置的双倾斜式混合喷头，双倾斜式混合喷头外部与第三半模的侧面倾斜密封连接并且在合模过程中与第一半模的侧面倾斜密封对接，双倾斜式混合喷头的内部喷射轴线与PU注射模腔内部注射流道所在的轴线倾斜设置。还公开了利用模内喷涂系统进行喷涂的工艺方法。在第三半模的侧面倾斜安装一双倾斜式混合喷头，提高了质量稳定性与连贯性。