El diseño de matrices y moldes abarca la disciplina de ingeniería integral dedicada a crear los sistemas de herramientas utilizados en procesos de fabricación como el moldeo por inyección, la fundición a presión y el estampado. Aunque los términos a veces se usan indistintamente, suelen referirse a aplicaciones distintas: «moldes» describe típicamente herramientas para dar forma a plásticos o materiales no ferrosos mediante procesos como el moldeo por inyección, mientras que «matriz» («die») suele referirse a herramientas para operaciones de conformado metálico como la fundición a presión o el estampado. El proceso de diseño comparte principios fundamentales independientemente de la aplicación, comenzando con un análisis exhaustivo del diseño de la pieza para identificar posibles desafíos de fabricación. Los elementos críticos del diseño incluyen el sistema de cavidad y núcleo que define la geometría del producto, los sistemas de alimentación para introducir adecuadamente el material, los mecanismos de expulsión para retirar la pieza y los sistemas de control de temperatura para gestionar las condiciones térmicas. En aplicaciones de moldeo, el diseño se centra en el comportamiento del flujo del polímero, la compensación de la contracción y la optimización de los canales de refrigeración. En la fundición a presión, el enfoque cambia hacia el manejo del flujo de metal fundido, la resistencia a la fatiga térmica y los sistemas de ventilación. El diseño de matrices de estampado se concentra en la conformabilidad del material, el juego entre punzón y matriz, y la optimización del diseño de la tira. Las prácticas modernas de diseño utilizan ampliamente software avanzado de CAD/CAE para modelado 3D, simulación de procesos de fabricación y análisis estructural. La selección de materiales es fundamental, eligiéndose aceros para herramientas según los requisitos de producción, necesidades de resistencia al desgaste y consideraciones de gestión térmica. El diseño también debe abordar cuestiones prácticas de fabricación, incluyendo facilidad de mantenimiento, intercambiabilidad de componentes y compatibilidad con equipos de producción. Un diseño exitoso de matrices y moldes proporciona sistemas de fabricación robustos que producen componentes de alta calidad de manera consistente, optimizando la economía de producción mediante una mayor vida útil de la herramienta, tiempos de ciclo reducidos y tasas mínimas de desperdicio. Esta disciplina de ingeniería actúa como el eslabón crítico entre el diseño de productos y la producción en masa en prácticamente todos los sectores manufactureros.