Projektowanie form i matryc stanowi podstawową dyscyplinę inżynieryjną w procesach produkcyjnych masowej produkcji, obejmującą tworzenie systemów narzędziowych zarówno dla odlewnictwa metalu (forma) jak i formowania tworzyw sztucznych (matryca). Ta dziedzina wymaga kompleksowego zrozumienia zachowania materiałów, zarządzania ciepłem oraz zasad inżynierii mechanicznej. Proces projektowania rozpoczyna się od szczegółowej analizy projektu wyrobu, z zastosowaniem zasad przydatności do produkcji w celu identyfikacji i rozwiązywania potencjalnych problemów produkcyjnych. W przypadku odlewania pod ciśnieniem, projekt koncentruje się na zarządzaniu przepływem stopionego metalu, naprężeniami termicznymi i wzorcami krzepnięcia, ze szczególnym naciskiem na systemy doprowadzające, studnie przelewowe oraz optymalizację kanałów chłodzenia. W przypadku wtryskiwania tworzyw sztucznych priorytetem stają się cechy przepływu polimeru, kompensacja kurczenia się oraz projekt systemu wyjmowania detali. Elementy wspólne obejmują układ wnęki i rdzenia definiujący geometrię produktu, mechanizmy doprowadzania zapewniające właściwe dostarczanie materiału, systemy kontroli temperatury utrzymujące stabilność procesu oraz systemy wyjmowania detali. Wybór materiału ma kluczowe znaczenie – stale narzędziowe dobiera się w zależności od wymagań produkcyjnych: odporność na zmęczenie termiczne w odlewaniu pod ciśnieniem, odporność na zużycie przy materiałach ściernych oraz możliwość polerowania powierzchni estetycznych. Nowoczesne metody projektowania opierają się w dużym stopniu na oprogramowaniu CAD/CAE do modelowania 3D, symulacji procesów i analiz strukturalnych. Projekt musi również uwzględniać aspekty praktyczne, takie jak łatwość konserwacji, standaryzację komponentów oraz kompatybilność z urządzeniami produkcyjnymi. W przypadku produkcji wielkoseryjnej, formy i matryce są projektowane z myślą o solidnej konstrukcji, precyzyjnych systemach centrowania oraz efektywnych konfiguracjach chłodzenia, aby maksymalizować wydajność. Skuteczne projektowanie form i matryc pozwala na tworzenie systemów produkcyjnych, które wytwarzają elementy o spójnej jakości, dokładności wymiarowej i jakości powierzchni, optymalizując jednocześnie ekonomikę produkcji poprzez wydłużenie żywotności narzędzi, skrócenie czasu cyklu oraz minimalizację odpadów materiałowych. Ta dyscyplina inżynierska stanowi kluczowe ogniwo między projektem produktu a jego komercyjną produkcją w branżach takich jak motoryzacyjna, towarów konsumpcyjnych, medyczna i elektroniczna na całym świecie.