O projeto de matrizes e moldes constitui a disciplina fundamental de engenharia para processos de fabricação em produção em massa, abrangendo a criação de sistemas de ferramentas para aplicações de fundição metálica (matriz) e moldagem plástica (molde). Este campo exige um entendimento abrangente do comportamento dos materiais, gestão térmica e princípios de engenharia mecânica. O processo de projeto começa com uma análise detalhada do design do produto, aplicando princípios de projetabilidade para identificar e resolver possíveis problemas de produção. Para aplicações de fundição sob pressão, o projeto foca no controle do fluxo de metal fundido, tensões térmicas e padrões de solidificação, com ênfase em sistemas de alimentação, poços de extravasamento e otimização de canais de refrigeração. Na moldagem por injeção, a prioridade muda para as características de fluxo de polímeros, compensação de retração e projeto do sistema de extração. Elementos comuns incluem o sistema de cavidade e macho que define a geometria do produto, mecanismos de alimentação para fornecer corretamente o material, sistemas de controle de temperatura para manter a estabilidade do processo e sistemas de extração para remoção da peça. A seleção de materiais é crítica, sendo os aços-ferramenta escolhidos com base nos requisitos de produção — resistência à fadiga térmica para aplicações de fundição sob pressão, resistência ao desgaste para materiais abrasivos e capacidade de polimento para superfícies estéticas. As práticas modernas de projeto utilizam intensivamente softwares CAD/CAE para modelagem 3D, simulação de processos e análise estrutural. O projeto também deve considerar aspectos práticos, como facilidade de manutenção, padronização de componentes e compatibilidade com equipamentos de produção. Para produção em alto volume, os projetos de matrizes e moldes incorporam construção robusta, sistemas de alinhamento preciso e configurações eficientes de refrigeração para maximizar a produtividade. Um projeto bem-sucedido de matrizes e moldes resulta em sistemas de fabricação capazes de produzir componentes com qualidade consistente, precisão dimensional e acabamento superficial adequado, otimizando a economia da produção por meio da vida útil prolongada das ferramentas, redução dos tempos de ciclo e minimização de desperdício de material. Esta disciplina de engenharia atua como elo essencial entre o projeto de produtos e a fabricação comercial nos setores automotivo, de bens de consumo, médico e eletrônico em todo o mundo.