طراحی قالب و ریختهگری، رشته مهندسی پایهای برای فرآیندهای تولید انبوه است که شامل ایجاد سیستمهای ابزار دقیق برای کاربردهای ریختهگری فلزات (قالب) و قالبگیری پلاستیک (قالب پلاستیک) میشود. این حوزه نیازمند درک جامعی از رفتار مواد، مدیریت حرارتی و اصول مهندسی مکانیکی است. فرآیند طراحی با تحلیل دقیق طراحی محصول آغاز میشود و اصول امکانپذیری تولید را به کار میگیرد تا مشکلات بالقوه تولید شناسایی و رفع شوند. در کاربردهای ریختهگری تحت فشار (Die Casting)، طراحی بر مدیریت جریان فلز مذاب، تنشهای حرارتی و الگوهای انجماد متمرکز است و تأکید ویژهای بر سیستمهای گیتینگ، چاههای سرریز و بهینهسازی کانالهای خنککننده دارد. در مورد قالبگیری تزریقی (Injection Molding)، تمرکز اصلی به سمت ویژگیهای جریان پلیمر، جبران جمعشدگی و طراحی سیستم خروجی (اژکتور) تغییر میکند. عناصر مشترک شامل سیستم حفره و مغزی است که هندسه قطعه را تعیین میکند، مکانیزمهای تغذیه برای تأمین صحیح مواد، سیستمهای کنترل دما جهت حفظ پایداری فرآیند و سیستمهای اژکتور برای خارج کردن قطعه میباشند. انتخاب مواد بسیار حیاتی است و فولادهای ابزار بر اساس نیازهای تولید انتخاب میشوند — مقاومت در برابر خستگی حرارتی در کاربردهای ریختهگری تحت فشار، مقاومت در برابر سایش برای مواد ساینده و قابلیت پولیش برای سطوح ظاهری. رویههای مدرن طراحی به شدت از نرمافزارهای CAD/CAE برای مدلسازی سهبعدی، شبیهسازی فرآیند و تحلیل ساختاری استفاده میکنند. طراحی همچنین باید ملاحظات عملی از جمله سهولت نگهداری، استانداردسازی قطعات و سازگاری با تجهیزات تولید را در نظر بگیرد. در تولید با حجم بالا، طراحی قالب و ریختهگری شامل ساختارهای مستحکم، سیستمهای تراز دقیق و پیکربندیهای خنککننده کارآمد برای بیشینهکردن بهرهوری است. طراحی موفق قالب و ریختهگری سیستمهای تولیدی را فراهم میکند که قطعاتی با کیفیت یکنواخت، دقت ابعادی و پرداخت سطح مناسب تولید میکنند و در عین حال اقتصاد تولید را از طریق عمر طولانیتر ابزار، کاهش زمان چرخه و حداقلکردن ضایعات مواد بهینه میسازند. این رشته مهندسی به عنوان پیوند حیاتی بین طراحی محصول و تولید تجاری در صنایع خودروسازی، کالاهای مصرفی، پزشکی و الکترونیک در سراسر جهان عمل میکند.