3D dizajn kalupa koristi softver za računalom potpomognuto projektiranje (CAD) kako bi stvorio detaljne trodimenzionalne modele kalupa za procese poput ulijevanja pod tlakom, ulijevanja u kalup ili druge postupke, čime se povećava točnost i učinkovitost. Ovaj pristup omogućuje virtualno izradu prototipova, simulaciju ciklusa obrade i otkrivanje mogućih problema poput podrezivanja ili neučinkovitog hlađenja prije fizičke izrade. Ključni elementi uključuju definiranje geometrije šupljine i jezgre, ugradnju kliznih dijelova ili podiznih mehanizama za složene značajke te optimizaciju sustava kanala i uljeva za protok materijala. Napredni softverski alati omogućuju analizu konačnih elemenata (FEA) za procjenu strukturne čvrstoće i numeričku simulaciju dinamike fluida (CFD) za modeliranje termalnog i strujnog ponašanja. Dizajneri moraju uzeti u obzir čimbenike kao što su skupljanje materijala, tolerancije i lakoća održavanja kako bi osigurali dug vijek trajanja i visoke performanse kalupa. Integracija 3D tiskanja za brzo izradu alata ili umetaka za kalupe ubrzava razvoj i smanjuje troškove. U globalnim industrijama poput automobilske i proizvodnje potrošačkih dobara, 3D dizajn kalupa podržava personalizaciju i usklađenost s međunarodnim standardima (npr. ISO 2768). Omogućavanjem suradnje putem digitalnih platformi i iterativnih unapređenja, ova metodologija potiče inovacije, smanjuje vrijeme izlaska na tržište te poboljšava prilagodljivost različitim zahtjevima proizvodnje i kulturnim preferencama u proizvodnji.