Thiết kế khuôn ép phun là nền tảng kỹ thuật của quá trình ép phun nhựa, bao gồm việc phát triển hệ thống dụng cụ một cách hệ thống để định hình polymer nóng chảy thành các chi tiết hoàn chỉnh. Quá trình phức tạp này tích hợp nhiều lĩnh vực kỹ thuật nhằm tạo ra các khuôn hoạt động tin cậy trong điều kiện khắc nghiệt về áp lực, nhiệt độ và tải trọng chu kỳ. Quy trình thiết kế bắt đầu bằng phân tích toàn diện thiết kế chi tiết, xác định các thách thức sản xuất tiềm năng và áp dụng các nguyên tắc thiết kế nhằm thuận tiện cho sản xuất (DFM) để tối ưu hóa hình dạng phục vụ sản xuất. Các yếu tố thiết kế quan trọng bao gồm hệ thống lòng khuôn và lõi, phải tính đến sự co ngót vật liệu và có lớp hoàn thiện bề mặt phù hợp; hệ thống cấp liệu, kiểm soát dòng chảy vật liệu vào lòng khuôn; hệ thống làm mát, điều chỉnh điều kiện nhiệt để đảm bảo độ ổn định kích thước; hệ thống đẩy sản phẩm, hỗ trợ việc lấy chi tiết ra khỏi khuôn; và hệ thống kết cấu, chịu được áp lực khi tiêm. Các khuôn hiện đại tích hợp cơ chế phức tạp để tạo ra các phần undercut, ren và các đặc điểm đặc biệt khác, thường yêu cầu các hệ thống truyền động tinh vi. Việc lựa chọn vật liệu cho các bộ phận khuôn dựa trên yêu cầu sản xuất, với các lựa chọn từ nhôm dùng cho khuôn mẫu thử đến thép công cụ tôi cứng cho sản xuất số lượng lớn. Thiết kế khuôn ép phun hiện đại sử dụng rộng rãi phần mềm CAD/CAE để mô hình 3D, mô phỏng và phân tích, cho phép kỹ sư dự đoán và xử lý các vấn đề tiềm ẩn trước khi gia công dụng cụ. Quy trình thiết kế cũng phải xem xét các yếu tố sản xuất thực tế như độ dễ dàng bảo trì, khả năng sửa chữa và sự tương thích với thiết bị ép phun tiêu chuẩn. Thiết kế khuôn ép phun thành công mang lại một hệ thống sản xuất có thể tạo ra các chi tiết đạt độ chính xác về kích thước, chất lượng bề mặt chấp nhận được, tỷ lệ phế phẩm thấp nhất, đồng thời vận hành hiệu quả trong suốt các đợt sản xuất kéo dài. Tác động kinh tế của các quyết định thiết kế khuôn kéo dài trong suốt vòng đời sản phẩm, ảnh hưởng đến chi phí chi tiết, độ ổn định chất lượng và thời gian đưa sản phẩm ra thị trường.