Model szybkiego prototypu to zazwyczaj plastikowa lub metalowa część stworzona na podstawie rysunku komputerowego, co pozwala klientowi na przejrzenie opracowywanego produktu. Pod koniec XX wieku opracowano oprogramowanie komputerowe, które umożliwiało projektantom tworzenie trójwymiarowych (3D) rysunków. Równoległy rozwój sprzętu, który mógł tworzyć fizyczne struktury na podstawie tych rysunków, doprowadził do powstania branży szybkiego modelowania.
Projektowanie części za pomocą oprogramowania 3D rozpoczyna się od rysunku koncepcyjnego żądanej części. Projektant może wziąć ten rysunek i stworzyć oparty na oprogramowaniu model 3D, który umożliwia oglądanie części pod różnymi kątami lub orientacjami. To oprogramowanie może również wirtualnie zdemontować część, aby pokazać klientowi, jak może przebiegać montaż w zakładzie przemysłowym. Projektowanie oprogramowania często obejmuje możliwość „przetestowania” części w różnych warunkach obciążenia lub wpływu w celu oszacowania awarii części lub wad projektowych.
Szybki rozwój modelu prototypowego stał się rzeczywistością wraz z wprowadzeniem drukarek 3D. Pod koniec XX wieku rozwinęło się kilka różnych technologii, ale wszystkie były powiązane z programami do projektowania wspomaganego komputerowo (CAD), które tworzyły modele oprogramowania. Wszystkie drukarki 3D wykorzystują technikę budowania kolejnych warstw z tworzyw sztucznych lub metali w sekwencji, aby stworzyć fizyczną próbkę części.
Jeden typ drukarki wykorzystywał drobny proszek w szafce drukarki. Oprogramowanie komputerowe przekształciło rysunek w tysiące niezwykle cienkich warstw, jak cięcie obrazu na bardzo cienkie plasterki. Drukarka rozpyliła na proszek spoiwo chemiczne w kształcie najniższej warstwy. Następnie zmieszano proszek z tą warstwą, a płaska taca obniżyła niewielką ilość. Dodano kolejną warstwę spoiwa i proszku i tak dalej, aż do wykonania części 3D. W zależności od złożoności części, drukarka może wymagać pracy przez kilka dni, aby ukończyć jedną próbkę.
Inny typ szybkiej prototypowej drukarki modelowej wykorzystywał topliwy plastik. Dysza umieszczała maleńkie kropki stopionego materiału na tacy drukarki w kolejnych warstwach, aby zbudować część. Części te często nadawały się do użytku bezpośrednio z maszyny, ponieważ warstwy plastiku tworzyły solidny plastikowy prototyp. Było to ulepszenie w stosunku do niektórych drukarek proszkowych, które tworzyły części, które można było obsługiwać, ale mogły nie być wystarczająco mocne do testowania lub rzeczywistego użycia.
Proces zwany spiekaniem metalu mógłby również stworzyć szybki prototypowy model. Metal, taki jak aluminium lub miedź o stosunkowo niskiej temperaturze topnienia, można wykorzystać w drukarce 3D w podobny sposób jak stopiony plastik. Gotowa część metalowa często nie wymagała dalszej obróbki i mogła być użyta bezpośrednio z maszyny do testowania lub dalszego rozwoju.
Wiele produktów XXI wieku zostało całkowicie zaprojektowanych w oprogramowaniu CAD, dzięki czemu wirtualny obraz jest szybkim modelem prototypu, bez potrzeby wykonywania fizycznej próbki. Stało się to powszechne w przypadku dużych maszyn przemysłowych, samolotów i dużych pojazdów, takich jak statki. Wiele części było zbyt dużych, aby stworzyć oddzielne prototypy, lub opóźniłoby opracowanie produktu końcowego.
Inżynierowie opracowali testowanie oprogramowania, które może symulować rzeczywiste warunki testowe, co wyeliminowało potrzebę testów prototypowych. W ten sposób zaprojektowano pierwszy samolot komercyjny pod koniec XX wieku. Komercyjny samolot odrzutowy został zbudowany w całości w komputerze, przechodząc od projektu bezpośrednio do samolotu zdolnego do lotu bez prototypów pośrednich.