Verktøy- og formdesign utgjør den grunnleggende ingeniørdisciplinen for masseproduksjonsprosesser, og omfatter utvikling av verktøy for både metallstøping (verktøy) og plastformsprenging (form). Dette feltet krever grundig forståelse av materialatferd, varmehåndtering og prinsipper innen maskinteknikk. Designprosessen starter med detaljert analyse av produktutformingen, der produksjonsvennlighetsprinsipper anvendes for å identifisere og løse potensielle produksjonsutfordringer. For die-casting-applikasjoner fokuserer designet på styring av strømning av smeltet metall, termiske spenninger og fastningsmønstre, med vekt på inntakssystemer, overfallsbrønner og optimalisering av kjølekanaler. For injeksjonssprenging flytter fokus seg mot polymerstrømningskarakteristikker, krympejustering og utkastingsystemdesign. Felles elementer inkluderer hulrom- og kjerne-system som definerer produktgeometrien, tilførselssystemer for korrekt materialeforsyning, temperaturreguleringsystemer for å opprettholde prosessstabilitet, samt utkastingsystemer for delutløsning. Materialvalg er kritisk, og verktølstål velges basert på produksjonskrav – motstand mot termisk utmatting for die-casting-applikasjoner, slitasjemotstand for abrasive materialer og polerbarhet for kosmetiske overflater. Moderne designmetoder benytter i stor grad CAD/CAE-programvare for 3D-modellering, prosessimulering og strukturell analyse. Designet må også ta hensyn til praktiske aspekter som enkel vedlikehold, komponentstandardisering og kompatibilitet med produksjonsutstyr. For høyvolumproduksjon inneholder verktøy- og formdesign robust konstruksjon, nøyaktige justeringssystemer og effektive kjølekonfigurasjoner for å maksimere produktiviteten. Vellykket verktøy- og formdesign gir produksjonssystemer som produserer komponenter med konsekvent kvalitet, dimensjonal nøyaktighet og overflatefinish, samtidig som produksjonsøkonomien optimaliseres gjennom lengre verktøylevetid, reduserte syklustider og minimalt materialspill. Denne ingeniørdisciplinen fungerer som den kritiske lenken mellom produktutforming og kommersiell produksjon i bilindustri, konsumvarer, medisinsk og elektronikkindustri globalt.