يُمثل تصميم قوالب الحقن، وخاصة في سياق صب القوالب، مجالاً هندسياً متخصصاً يركّز على إنشاء أنظمة أدوات متينة لإنتاج مكونات معدنية بكثافة عالية وهندسة معقدة وتحمّلات ضيقة. يتطلب هذا الإجراء فهماً شاملاً لعلم المعادن، وإدارة الحرارة، وديناميكا السوائل. ويشمل الهيكل الأساسي نظام التجويف واللب الذي يكوّن هندسة القطعة، المصمم بسماحات انكماش مناسبة للسبيكة المستخدمة في الصب. ويُعد تصميم نظام التغذية أمراً بالغ الأهمية، ويتكون من المصب، والقنوات، والبوابات التي تم تحسينها للتحكم في سرعة تدفق المعدن، وتقليل الاضطرابات، وضمان تسلسل ملء التجويف بشكل صحيح. يتم وضع خزانات الفائض والقنوات التنفسية بشكل استراتيجي لالتقاط المعدن البارد والسماح بخروج الهواء أثناء الحقن. يستخدم تصميم نظام التبريد شبكات قنوات معقدة تتبع حدود القالب لاستخراج الحرارة بشكل موحد، والتحكم بأنماط التصلب، والحفاظ على التوازن الحراري طوال دورة الإنتاج. يجب أن يتجاوز تصميم نظام الإخراج قوى الالتصاق الكبيرة بين المعدن المصبوب وأسطح القالب، وذلك باستخدام دبابيس، وأغلفة، ولوحات نازعة بدقة في المواضع المناسبة. بالنسبة للمكونات المعقدة، يتم دمج اللبات المتحركة، والأدلة، وآليات الفك اللولبية مع أنظمة تحفيز دقيقة. يركز اختيار المواد على فولاذ الأدوات عالي الجودة المقاوم للحرارة، والذي يتمتع بمقاومة استثنائية للتآكل الحراري، وقوة عالية عند درجات الحرارة المرتفعة، وتوصيل حراري جيد. وتحسّن العلاجات السطحية مثل النترة، أو طلاء الكروم، أو الطلاءات المتخصصة مقاومة التآكل وتمنع الالتصاق. يستخدم تصميم القوالب الحديثة على نطاق واسع برامج المحاكاة لتحليل ملء القالب، والتصلب، والإجهادات الحرارية، والتنبؤ بالعيوب المحتملة. كما يجب أن يراعي التصميم التمدد الحراري أثناء التشغيل، ويوفّر دعماً هيكلياً كافياً لتحمل ضغوط الحقن، ويضمن إمكانية الصيانة طوال عمر الأداة التشغيلي. ويؤدي تصميم قالب الحقن الناجح إلى نظام تصنيعي قادر على إنتاج ملايين المكونات عالية الجودة مع ثبات أبعادي متسق وجودة سطحية ممتازة، ويُستخدم في تطبيقات حيوية في صناعات السيارات، والفضاء، والسلع الاستهلاكية.