Thiết kế khuôn đúc, đặc biệt trong lĩnh vực đúc áp lực, là một ngành kỹ thuật chuyên sâu tập trung vào việc tạo ra các hệ thống dụng cụ bền bỉ để sản xuất các chi tiết kim loại với số lượng lớn, hình dạng phức tạp và dung sai kích thước khắt khe. Quá trình thiết kế này đòi hỏi sự hiểu biết toàn diện về luyện kim, quản lý nhiệt và động lực học chất lỏng. Kiến trúc cơ bản bao gồm hệ thống lòng khuôn và lõi tạo hình dạng chi tiết, được tính toán với hệ số co ngót phù hợp cho từng loại hợp kim cụ thể. Thiết kế hệ thống cấp liệu rất quan trọng, bao gồm ống rót, rãnh dẫn và cổng rót được tối ưu hóa nhằm kiểm soát vận tốc dòng kim loại, giảm xáo trộn và đảm bảo thứ tự điền đầy lòng khuôn chính xác. Các hốc tràn và kênh thoát khí được bố trí chiến lược để thu giữ kim loại nguội và cho phép không khí thoát ra trong quá trình tiêm. Thiết kế hệ thống làm mát sử dụng mạng lưới kênh phức tạp bám theo đường viền khuôn nhằm tản nhiệt đồng đều, kiểm soát kiểu đông đặc và duy trì cân bằng nhiệt trong suốt chu kỳ sản xuất. Thiết kế hệ thống đẩy phải khắc phục các lực dính kết đáng kể giữa kim loại đúc và bề mặt khuôn, tích hợp các chốt đẩy, ống lót và tấm đẩy được định vị chính xác. Đối với các chi tiết phức tạp, các lõi di động, thanh trượt và cơ cấu tháo ren được tích hợp cùng các hệ thống truyền động chính xác. Việc lựa chọn vật liệu tập trung vào các loại thép công cụ chịu nóng cao cấp có khả năng chống mỏi nhiệt vượt trội, độ bền ở nhiệt độ cao và khả năng dẫn nhiệt tốt. Các xử lý bề mặt như tôi nitơ, mạ crôm hoặc các lớp phủ chuyên dụng giúp tăng cường khả năng chống mài mòn và ngăn hiện tượng dính dũa. Thiết kế khuôn đúc hiện đại sử dụng rộng rãi phần mềm mô phỏng để phân tích quá trình điền đầy khuôn, đông đặc, ứng suất nhiệt và dự đoán các khuyết tật tiềm ẩn. Thiết kế cũng phải tính đến giãn nở nhiệt trong quá trình vận hành, cung cấp đủ độ cứng vững để chịu được áp lực tiêm, đồng thời đảm bảo khả năng bảo trì trong suốt vòng đời hoạt động của khuôn. Thiết kế khuôn đúc thành công mang lại một hệ thống sản xuất có khả năng chế tạo hàng triệu chi tiết chất lượng cao với độ ổn định kích thước và chất lượng bề mặt nhất quán, phục vụ các ứng dụng then chốt trong ngành ô tô, hàng không vũ trụ và hàng tiêu dùng.