O projeto de matrizes e moldes engloba a disciplina de engenharia abrangente dedicada à criação dos sistemas de ferramentas utilizados em processos de fabricação como moldagem por injeção, fundição sob pressão e estampagem. Embora os termos sejam às vezes usados de forma intercambiável, geralmente referem-se a aplicações distintas: "moldes" normalmente descrevem ferramentas para conformar plásticos ou materiais não ferrosos por meio de processos como moldagem por injeção, enquanto "matriz" refere-se frequentemente a ferramentas para operações de conformação metálica, como fundição sob pressão ou estampagem. O processo de projeto compartilha princípios fundamentais independentemente da aplicação, começando com uma análise minuciosa do projeto da peça para identificar possíveis desafios de fabricação. Elementos críticos de projeto incluem o sistema de cavidade e núcleo que define a geometria do produto, sistemas de alimentação para fornecer corretamente o material, mecanismos de extração para remoção da peça e sistemas de controle de temperatura para gerenciar as condições térmicas. Para aplicações de moldagem, o projeto foca no comportamento do fluxo de polímeros, compensação de retração e otimização de canais de refrigeração. Na fundição sob pressão, a ênfase muda para o controle do fluxo de metal fundido, resistência à fadiga térmica e sistemas de ventilação. O projeto de matrizes de estampagem concentra-se na conformabilidade do material, folga entre punção e matriz e otimização do layout da tira. As práticas modernas de projeto utilizam amplamente softwares avançados de CAD/CAE para modelagem 3D, simulação de processos de fabricação e análise estrutural. A seleção de materiais é crítica, com aços-ferramenta escolhidos com base nos requisitos de produção, necessidades de resistência ao desgaste e considerações de gerenciamento térmico. O projeto também deve abordar preocupações práticas de fabricação, incluindo facilidade de manutenção, intercambialidade de componentes e compatibilidade com equipamentos de produção. Um projeto bem-sucedido de matrizes e moldes fornece sistemas de fabricação robustos que produzem componentes de alta qualidade de forma consistente, otimizando a economia da produção por meio da vida útil prolongada das ferramentas, redução dos tempos de ciclo e minimização das taxas de sucata. Esta disciplina de engenharia atua como o elo crítico entre o projeto do produto e a produção em massa em praticamente todos os setores de manufatura.