Rakenteen suunnitteluprosessi voidaan kuvan 9.1 mukaisesti jakaa (1) vaatimusten määrittelyyn, (2) esisuunnitteluun, (3) yksityiskohtaiseen suunnitteluun ja (4) kelpuutukseen. Materiaalien erikoispiirteillä on oma vaikutuksensa tähän prosessiin. Muovikomposiiteilla tällaisia erikoispiirteitä ovat mm. materiaalivaihtoehtojen monilukuisuus, lujuusominaisuuksien suuntausmahdollisuus sekä ominaisuuksien voimakas riippuvuus valmistustekniikasta ja käyttöympäristöstä.
Suunnittelun lähtökohdan muodostavat vaatimukset voidaan karkeasti ryhmitellä yleisiin vaatimuksiin, käyttöympäristölle asetettuihin vaatimuksiin ja rakenteellisiin vaatimuksiin. Yleiset vaatimukset koskevat mm. tuotteen kokoa, muotoa, käyttöominaisuuksia sekä tuotantomääriä ja -nopeuksia. Käytännössä tuotteen hinnalle asetetaan aina myös rajoituksia. Käyttöympäristövaatimuksista tärkeimpiä ovat käyttölämpötila-alueet, ympäristön kosteus ja kemikaalit sekä rakennetta mahdollisesti kuluttava eroosio. Rakenteellisia vaatimuksia ovat kuormien kantokyky, muodonmuutoksille asetetut rajoitukset sekä erikoisvaatimukset, jotka voivat koskea mm. rakenteen värähtelyominaisuuksia, iskunkestävyyttä, vaurion sietoa ja korjattavuutta.
Esisuunnittelu sisältää valmistustekniikan ja rakennemateriaalien valinnat, rakenteen muotoilun, materiaaliominaisuuksien arvioinnin, rakennekokonaisuuden kuormittumistarkastelut sekä päärakenteiden suunnittelun ja mitoituksen. Esisuunnittelun tuloksena rakenne on käytännössä lukkoon lyöty niin, että sen tuotannollinen määrittely voidaan aloittaa.
Yksityiskohtaisessa suunnittelussa rakenne suunnitellaan loppuun pienimpiä yksityiskohtia myöten. Suunnittelun tuloksena ovat rakenteen tuotannolliseen valmistukseen soveltuvat työpiirustukset tarpeellisine työ- ja tarkastusohjeineen. Rakennemäärittelyjen ohella määritellään raaka-aineet ja valmistusprosessit. Muottien ja muiden työkalujen suunnittelu on niin ikään oleellinen osa yksityiskohtaista suunnittelua.
Kuva 9.1 Muovikomposiittirakenteen suunnitteluprosessi.
Rakenne kelpuutetaan osoittamalla, että se täyttää asetetut vaatimukset. Kelpuutusohjelma voi olla hyvinkin laaja, mikäli rakenteen rikkoutuminen aiheuttaa vakavia seurauksia. Vaativan rakenteen kelpuutusohjelmaan sisältyvät tyypillisesti materiaalien lujuusarvojen kokeellinen varmistaminen, rakenteen lujuusanalyysit sekä rakenteen kriittisille yksityiskohdille, osille ja rakennekokonaisuudelle tehtävät lujuus- ja toimintakokeet. Lujuuskokeisiin voi sisältyä staattisten kuormituskokeiden ohella mm. väsytys-, isku- ja värähtelykokeita. Koerakenteita voidaan käyttää myös osien valmistettavuuden, työpiirustusten ja ohjeiden toimivuuden varmistamiseen. Kelpuutuksen päättävät rakennekokonaisuuden käyttökokeet, joilla osoitetaan rakenteen toimivuus suunnitelluissa käyttöolosuhteissa.