Wyrzeźbienie Dawida Michała Anioła wielkości figury szachowej to prosta sprawa dla komputera przy użyciu technologii trójwymiarowego lub 3D szybkiego prototypu (RP). W podobny sposób, w jaki drukarka atramentowa tworzy dwuwymiarowy obraz z pliku cyfrowego, technologia szybkiego prototypu 3D może zrobić to samo z rzeczywistymi obiektami do obsługi w rzeczywistej przestrzeni. Opierając się na wielu technikach, sprzęcie i materiałach, procesy szybkiego prototypowania 3D zazwyczaj działają z obiektów kreślenia wspomaganego komputerowo (CAD) do projektowania lub produkcji; konstruują je, generując jedną warstwę materiału na raz, aż utworzy się idealna replika. Ta konstrukcja pomaga w tworzeniu niemal nieograniczonej liczby skomplikowanych kształtów i obiektów, rewolucjonizując projektowanie i wydajność produkcji.
Prototypowanie generalnie składa się z trzech aspektów: konstruowania modeli do produkcji, przeglądu produktu i udoskonalania. Użytkownicy przekształcają schematy komputerowe bezpośrednio w prototypy. Projekty są oceniane przed rozpoczęciem kosztownych procesów produkcyjnych, a powierzchnie i wykończenia produktów mogą być testowane.
Producenci mogą dostosowywać prawie niezliczone kształty produktów do masowej produkcji lub dostosowywania do klienta. Iteracje lub odmiany prototypu mogą zostać dopracowane w celu dopasowania po przejrzeniu przez zespoły produkcyjne lub klientów. Pozwala to na większą elastyczność i niższe koszty rozwoju produktu w porównaniu z tradycyjnym, czasochłonnym prototypowaniem maszynowym lub ręcznym.
Zasadniczo proces RP odnosi się do zautomatyzowanej, addytywnej konstrukcji obiektu; oznacza to, że obiekty są tworzone przez dodawanie jednego arkusza, proszku lub warstwy cieczy na raz, aż do uformowania obiektu. Wykonywanie szybkiego prototypu 3D odnosi się do wysokiej klasy wytwarzania precyzyjnych produktów zaprojektowanych zgodnie ze specyfikacjami inżynierskimi. Liczne techniki umożliwiają konstruowanie części, modeli i oprzyrządowania; mogą one obejmować między innymi stereolitografię, modelowanie osadzania topionego, konsolidację ultradźwiękową i selektywne spiekanie laserowe. Te metody budowy addytywnej warstwują przekroje poprzeczne za pomocą technik, takich jak stapianie laserowe, utwardzanie w płynie, kulkowanie lub spawanie, aby dostosować je do określonych materiałów, takich jak żywice lub folie. Zastosowanie RP może radykalnie obniżyć koszty materiałów i robocizny, a także czas; modele można zbudować w ciągu kilku godzin lub dni.
Na mniejszą skalę druk 3D jest powszechną techniką, która jest czasami nazywana konstrukcją szybkiego prototypu 3D. Operacja ta jednak wykorzystuje do projektowania mniejszą maszynę biurkową, ale brakuje jej schematycznej precyzji wymiarowej lub wszechstronności materiałowej metod szybkiego prototypowania 3D stosowanych w produkcji. Proces drukowania 3D jest zwykle używany do tworzenia jednorazowych modeli do praktycznych demonstracji, podczas gdy bardziej złożone maszyny RP posiadają wzory oprzyrządowania, które wspomagają sam proces produkcyjny. Ponadto drukarki 3D mogą oferować tylko kilka opcji materiałowych, podczas gdy RP może obsługiwać dziesiątki materiałów, takich jak żywice i fotopolimery, w celu powielenia materiałów produkcyjnych, takich jak tworzywa termoplastyczne.
Szybkie prototypowanie może mieć długoterminowe konsekwencje dla przemysłu w taki sam sposób, w jaki linia montażowa zrewolucjonizowała produkcję. Tradycyjnie koszty produkcji spadają wraz z upływem czasu w okresie eksploatacji linii produktów. W przypadku szybkiego prototypowania koszt wyprodukowania tylko kilku jednostek nie różni się od kosztu wyprodukowania tysięcy. Chociaż może to pomóc w zmniejszeniu liczby produktów dla zamówień niestandardowych, potencjalny wpływ tego warunku na sposób rozumienia ekonomii skali jest nieznany. Produkcja z wykorzystaniem technologii szybkiego prototypu 3D może nadal łączyć etapy projektowania i produkcji w bardziej wydajne procesy.