Пројектовање матрица и калупа представља основну инжењерску дисциплину за процесе производње у масовној серији, обухватајући стварање система алата за ливење метала (матрице) и формирање пластике (калупи). Ова област захтева детаљно разумевање понашања материјала, управљања топлотом и принципа машинског инжењерства. Процес пројектовања започиње детаљном анализом дизајна производа, примењујући принципе изводљивости како би се идентификовали и отклонили потенцијални проблеми у производњи. За примену ливења под притиском, пројектовање се фокусира на управљање током течног метала, термичким напонима и шемама затврђивања, са посебним нагласком на системима улазних канала, прекидним резervoарима и оптимизацији система хлађења. У случају ливења под притиском полимера, приоритет се помера ка карактеристикама тока полимера, компензацији скупљања и дизајну система за истискивање делова. Заједнички елементи укључују систем шупљине и средишњег дела који дефинише геометрију производа, механизме довода материјала, системе контроле температуре за одржавање стабилности процеса и системе истискивања за уклањање делова. Избор материјала је од критичног значаја, а алатни челици се бирају на основу захтева производње — отпорност на термичку замор за примену у ливењу под притиском, отпорност на хабање за абразивне материјале и способност полирења за декоративне површине. Савремене методе пројектовања интензивно користе CAD/CAE софтвер за 3D моделовање, симулацију процеса и структурну анализу. Дизајн мора да обухвати и практичне аспекте као што су лако одржавање, стандардизација компонената и компатибилност са производном опремом. За производњу у високим количинама, дизајни матрица и калупа обухватају чврсту конструкцију, прецизне системе поравнања и ефикасне конфигурације хлађења ради максимизације продуктивности. Успешно пројектовање матрица и калупа омогућава производне системе који праве делове са сталним квалитетом, димензионалном тачношћу и квалитетом површине, истовремено оптимизујући производну економију кроз продужени век трајања алата, смањење времена циклуса и минимизацију отпада материјала. Ова инжењерска дисциплина представља кључну везу између дизајна производа и комерцијалне производње у аутомобилској, потрошачкој, медицинској и електронској индустрији широм света.