Thiết kế khuôn ép phun, được mô tả chính xác hơn là thiết kế khuôn ép nhựa, là quá trình kỹ thuật toàn diện nhằm tạo ra hệ thống dụng cụ cho phương pháp đúc ép nhựa. Lĩnh vực đa ngành này kết hợp cơ khí, khoa học vật liệu, động lực học nhiệt và các nguyên lý sản xuất để phát triển các khuôn đúc có thể sản xuất các chi tiết nhựa một cách hiệu quả, đồng đều và kinh tế. Quá trình thiết kế bắt đầu bằng việc phân tích kỹ lưỡng thiết kế chi tiết, xác định những thách thức sản xuất tiềm tàng và các cơ hội tối ưu hóa. Các yếu tố thiết kế quan trọng bao gồm hệ thống lòng khuôn và lõi tạo hình dạng chi tiết, hệ thống cấp liệu dẫn nhựa nóng chảy vào lòng khuôn, hệ thống làm mát điều chỉnh nhiệt độ khuôn, hệ thống đẩy sản phẩm hoàn chỉnh ra ngoài, và khung kết cấu hỗ trợ tất cả các bộ phận dưới áp lực tiêm cao. Những khuôn đúc tiên tiến tích hợp các cơ chế phức tạp như hành trình bên thủy lực hoặc khí nén để xử lý phần lõm, thiết bị tháo ren cho chi tiết có ren, và khuôn xếp chồng để tăng năng lực sản xuất. Việc lựa chọn vật liệu cho các bộ phận khuôn cần cân nhắc các yếu tố như khả năng chống mài mòn, khả năng đánh bóng, dẫn nhiệt và chi phí, với các lựa chọn phổ biến dao động từ thép P20 cho sản lượng trung bình đến các loại thép cứng như H13 dùng cho vật liệu mài mòn hoặc ứng dụng sản xuất số lượng lớn. Thiết kế khuôn ép phun hiện đại chủ yếu dựa vào các phần mềm chuyên sâu để dựng mô hình 3D, phân tích phần tử hữu hạn và mô phỏng quá trình ép phun, cho phép kỹ sư dự đoán và khắc phục các vấn đề tiềm ẩn trước khi gia công dụng cụ. Thiết kế cũng phải tính đến các yếu tố sản xuất thực tế như dễ bảo trì, khả năng sửa chữa và sự tương thích với các máy ép phun tiêu chuẩn. Thiết kế khuôn ép phun thành công mang lại một hệ thống sản xuất bền vững, hoạt động ổn định qua hàng trăm ngàn chu kỳ, đồng thời sản xuất các chi tiết đạt yêu cầu chính xác về kích thước, bề mặt và hiệu suất.