Un model de prototip rapid este de obicei o piesă din plastic sau metal creată dintr-un desen de computer, care permite unui client să revizuiască un produs în curs de dezvoltare. Începând cu sfârșitul secolului al XX-lea, a fost dezvoltat un software de calculator care a permis designerilor să creeze desene tridimensionale (3D). Dezvoltarea paralelă a echipamentelor care ar putea crea structuri fizice din aceste desene a condus la afacerea de modelare rapidă.
Proiectarea unei piese folosind software 3D începe cu un desen conceptual al piesei dorite. Un designer poate lua acest desen și poate crea un model 3D bazat pe software, care permite ca o piesă să fie vizualizată din unghiuri sau orientări diferite. Acest software poate dezasambla practic piesa pentru a arăta unui client cum poate avea loc asamblarea într-o fabrică industrială. Designul software include adesea capacitatea de a „testa” piesa în diferite condiții de stres sau impact pentru a estima defecțiunile piesei sau defectele de proiectare.
Dezvoltarea rapidă a modelelor de prototip a devenit realitate odată cu introducerea imprimantelor 3D. Mai multe tehnologii diferite au evoluat la sfârșitul secolului al XX-lea, dar toate au fost legate de programele de proiectare asistată de computer (CAD) care au creat modele software. Toate imprimantele 3D folosesc o tehnică de construire a straturilor succesive de materiale plastice sau metale în succesiune pentru a crea o probă fizică a piesei.
Un tip de imprimantă folosea o pulbere fină în interiorul unui dulap de imprimantă. Software-ul de calculator a transformat desenul în mii de straturi extrem de fine, cum ar fi tăierea imaginii extrem de subțiri. Imprimanta a pulverizat un liant chimic peste pulbere în forma celui mai de jos strat. Pulberea a fost apoi amestecată pe acest strat, iar tava plată a coborât o cantitate mică. S-a adăugat următorul strat de liant și pulbere și așa mai departe, până când s-a făcut o parte 3D. În funcție de complexitatea piesei, este posibil ca imprimanta să fie nevoie să funcționeze zile întregi pentru a completa o probă.
Un alt tip de imprimantă rapidă model prototip a folosit un plastic topibil. O duză a plasat puncte minuscule din materialul topit pe tava imprimantei în straturi succesive pentru a forma o parte. Aceste piese erau adesea utilizabile direct din mașină, deoarece straturile de plastic formau un prototip solid din plastic. Aceasta a fost o îmbunătățire față de unele imprimante cu pulbere, care au creat piese care puteau fi manipulate, dar ar putea să nu fie suficient de puternice pentru testare sau utilizare reală.
Un proces numit sinterizarea metalelor ar putea crea, de asemenea, un model prototip rapid. Un metal, cum ar fi aluminiul sau cuprul, cu un punct de topire relativ scăzut, ar putea fi utilizat într-o imprimantă 3D într-un mod similar cu un plastic topit. Piesa metalică finită nu necesita adesea nicio prelucrare ulterioară și putea fi folosită direct de la mașină pentru testare sau dezvoltare ulterioară.
Multe produse din secolul 21 au fost proiectate în totalitate în software CAD, făcând din imaginea virtuală un model prototip rapid, fără a fi nevoie să fie realizată o probă fizică. Acest lucru a devenit obișnuit pentru mașinile industriale mari, avioane și vehicule mari, cum ar fi navele. Multe părți erau prea mari pentru a crea prototipuri separate sau ar fi întârziat dezvoltarea produsului final.
Inginerii au dezvoltat teste software care ar putea simula condiții reale de testare, ceea ce a eliminat necesitatea testelor prototip. Primul avion comercial a fost proiectat astfel la sfârșitul secolului al XX-lea. Un avion comercial cu reacție a fost construit în întregime într-un computer, trecând de la un design direct la o aeronavă capabilă de zbor, fără prototipuri intermediare.