Die und Formenkonstruktion stellt die grundlegende Ingenieurdisziplin für Fertigungsprozesse der Massenproduktion dar und umfasst die Entwicklung von Werkzeugsystemen für Anwendungen im Metallguss (Druckgussform) sowie im Kunststoffspritzguss (Form). Dieses Fachgebiet erfordert ein umfassendes Verständnis des Werkstoffverhaltens, der Wärmeabfuhr und der Prinzipien der Maschinenbauingenieurwissenschaft. Der Konstruktionsprozess beginnt mit einer detaillierten Analyse des Produktlayouts, wobei Prinzipien der Fertigungsgerechtheit angewendet werden, um mögliche Produktionsprobleme frühzeitig zu erkennen und zu beheben. Bei Druckgussanwendungen liegt der Schwerpunkt auf der Steuerung des flüssigen Metallflusses, der Behandlung thermischer Spannungen und der Aushärtungsmuster, insbesondere hinsichtlich Gießsysteme, Überlaufgefäße und Optimierung der Kühlkanäle. Im Spritzguss steht das Fließverhalten von Polymeren, die Schrumpfkompensation und die Auslegung des Auswerfsystems im Vordergrund. Gemeinsame Elemente sind das Hohlraum- und Kernsystem, das die Geometrie des Produkts definiert, Zuführmechanismen zur ordnungsgemäßen Materialzufuhr, Temperier-Systeme zur Aufrechterhaltung der Prozessstabilität sowie Auswurfmechanismen zur Bauteilentnahme. Die Werkstoffauswahl ist entscheidend, wobei Werkzeugstähle je nach Anforderungen der Produktion gewählt werden – Beständigkeit gegen thermische Ermüdung bei Druckguss, Verschleißfestigkeit bei abrasiven Materialien und Politurfähigkeit bei optisch anspruchsvollen Oberflächen. Moderne Konstruktionsmethoden nutzen CAD/CAE-Software intensiv für 3D-Modellierung, Prozesssimulation und strukturelle Analysen. Die Konstruktion muss auch praktische Aspekte berücksichtigen, wie Wartungsfreundlichkeit, Komponentenstandardisierung und Kompatibilität mit den Produktionsanlagen. Für die Hochleistungsproduktion enthalten die Auslegungen von Formen und Werkzeugen eine robuste Bauweise, präzise Ausrichtsysteme und effiziente Kühlkonfigurationen, um die Produktivität zu maximieren. Eine erfolgreiche Konstruktion von Formen und Werkzeugen liefert Fertigungssysteme, die Bauteile mit konsistenter Qualität, hoher Maßgenauigkeit und guter Oberflächenbeschaffenheit erzeugen und dabei die Wirtschaftlichkeit durch verlängerte Werkzeuglebensdauer, verkürzte Zykluszeiten und minimale Materialverluste optimieren. Diese Ingenieursdisziplin bildet die entscheidende Schnittstelle zwischen Produktentwicklung und industrieller Fertigung in Branchen wie Automobilbau, Konsumgüter, Medizintechnik und Elektronik weltweit.