Η σχεδίαση καλουπιών, ιδιαίτερα στο πλαίσιο της αμερικανικής αγγλικής όπου η λέξη «mold» γράφεται με ένα «o», αντιπροσωπεύει τη μηχανική διαδικασία δημιουργίας εργαλείων για την παραγωγή εξαρτημάτων μέσω διεργασιών όπως η χύτευση σε καλούπι και η έγχυση. Αυτό το πεδίο απαιτεί πολυδιάστατες γνώσεις που καλύπτουν την επιστήμη των υλικών, τη θερμική δυναμική και τη μηχανική. Η διαδικασία σχεδίασης ξεκινά με την εκτενή ανάλυση της γεωμετρίας του προϊόντος, αναγνωρίζοντας χαρακτηριστικά που απαιτούν ειδικές ενέργειες του εργαλείου, όπως πλευρικοί πυρήνες για υποκοπές ή καταρρεπτοί πυρήνες για εσωτερικά σπειρώματα. Η σχεδίαση του συστήματος τροφοδοσίας είναι κρίσιμη, και περιλαμβάνει φλάντζα, διαύλους και πύλες βελτιστοποιημένους για το συγκεκριμένο υλικό που επεξεργάζεται—είτε για υγρό μέταλλο στη χύτευση σε καλούπι είτε για πολυμερές στην έγχυση. Η μηχανική του συστήματος ψύξης χρησιμοποιεί στρατηγικά τοποθετημένους αγωγούς για τον έλεγχο των θερμικών συνθηκών, με ακριβείς υπολογισμούς για τους ρυθμούς απαγωγής θερμότητας, ώστε να διατηρείται σταθερός ο χρόνος κύκλου και η διαστατική σταθερότητα. Η σχεδίαση του συστήματος εξώθησης πρέπει να ξεπερνά τις δυνάμεις συνάφειας του υλικού, ταυτόχρονα αποφεύγοντας τη ζημιά του εξαρτήματος, και περιλαμβάνει καρφιά, μανίκια και πλάκες απόσπασης τοποθετημένες σε βέλτιστα σημεία. Για πολύπλοκες γεωμετρίες, ενσωματώνονται επιπλέον μηχανισμοί όπως ανυψωτήρες, ολισθητήρες και συσκευές ξεβίδωμας, με ακριβή συστήματα ενεργοποίησης. Η επιλογή υλικού επικεντρώνεται σε χάλυβες εργαλείων με ιδιότητες που αντιστοιχούν στην εφαρμογή—αντοχή σε θερμική κόπωση για χύτευση σε καλούπι, αντοχή σε φθορά για διαβρωτικά υλικά και δυνατότητα λείανσης για υψηλής λάμψης επιφάνειες. Η σύγχρονη σχεδίαση καλουπιών χρησιμοποιεί εκτενώς λογισμικό προσομοίωσης για την ανάλυση των προτύπων ροής, της αποδοτικότητας ψύξης και της δομικής ακεραιότητας υπό συνθήκες λειτουργίας. Η σχεδίαση πρέπει επίσης να λαμβάνει υπόψη τη θερμική διαστολή, να παρέχει επαρκή εξαερισμό για τη διαφυγή του αέρα και να εξασφαλίζει τη δυνατότητα συντήρησης καθ' όλη τη διάρκεια της ζωής του εργαλείου. Η σχεδίαση του εξαερισμού αποτρέπει την παγίδευση αέρα που προκαλεί ελαττώματα, ενώ τα συστήματα ευθυγράμμισης διατηρούν την ακρίβεια κατά τις λειτουργίες υψηλής πίεσης. Η επιτυχημένη σχεδίαση καλουπιών παράγει ένα σύστημα παραγωγής ικανό να δημιουργεί εξαρτήματα υψηλής ποιότητας με συνεπή διαστατική ακρίβεια και επιφανειακή ολοκλήρωση, λειτουργώντας αξιόπιστα για εκατοντάδες χιλιάδες κύκλους.