A sculpta David lui Michelangelo de dimensiunea unei piese de șah este o chestiune simplă pentru un computer care utilizează tehnologia prototipului rapid (RP) tridimensional sau 3D. În același mod în care o imprimantă cu jet de cerneală produce o imagine bidimensională dintr-un fișier digitizat, tehnologia prototipului rapid 3D poate face același lucru cu obiectele reale pentru manipulare în spațiu real. Bazându-se pe numeroase tehnici, echipamente și materiale, procesele de prototip rapid 3D funcționează în general din obiecte de desenare asistată de computer (CAD) pentru proiectare sau fabricare; le construiesc generând câte un strat de material până când se formează o replică perfectă. Această construcție ajută la crearea unui număr aproape nelimitat de forme și obiecte complexe, revoluționând designul și eficiența producției.
Prototiparea constă în general din trei aspecte: construirea de modele pentru fabricare, revizuirea produsului și rafinament. Utilizatorii transformă schemele computerului direct în prototipuri. Proiectele sunt evaluate înainte de începerea proceselor de producție costisitoare, iar suprafețele și finisajele produselor pot fi testate.
Producătorii pot personaliza aproape nenumărate forme de produse pentru producția de masă sau personalizarea clientului. Iterațiile prototipurilor sau variațiile pot fi rafinate pentru a se potrivi după revizuirea echipelor de producție sau a clienților. Acest lucru permite o mai mare flexibilitate și costuri mai mici în dezvoltarea de produse, în comparație cu prototipurile tradiționale, consumatoare de timp, cu mașină sau manual.
În esență, procesul RP se referă la construcția automată, aditivă a unui obiect; adică, obiectele sunt create prin adăugarea câte o foaie, pulbere sau strat lichid la un moment dat, până când se formează un obiect. Realizarea unui prototip rapid 3D se referă la fabricarea de ultimă generație a produselor de precizie proiectate conform specificațiilor de inginerie. Numeroase tehnici permit construirea de piese, modele și scule; acestea pot include stereolitografia, modelarea depunerii topite, consolidarea cu ultrasunete și sinterizarea selectivă cu laser, printre altele. Aceste metode de construcție aditive stratifică secțiuni transversale cu tehnici precum topirea cu laser, întărirea lichidă, bordurarea sau sudarea pentru a găzdui materiale specifice, cum ar fi rășini sau folii. Utilizarea RP poate reduce drastic costurile cu materiale și forță de muncă, precum și timp; modelele pot fi construite în câteva ore sau zile.
La o scară mai mică, imprimarea 3D este o tehnică comună care se numește uneori construcție rapidă de prototipuri 3D. Această operațiune, totuși, folosește o mașină desktop mai mică pentru proiectare, dar îi lipsește precizia dimensională schematică sau versatilitatea materialului a metodelor de prototip rapid 3D utilizate în fabricație. Procesul de imprimantă 3D este de obicei folosit pentru crearea de modele de uz casnic pentru demonstrații practice, în timp ce mașinile RP mai complexe au modele de scule pentru a ajuta procesul de producție în sine. În plus, imprimantele 3D pot oferi doar câteva opțiuni de materiale, în timp ce RP poate deservi zeci de materiale, cum ar fi rășini și fotopolimeri, pentru a duplica materiale de producție, cum ar fi termoplastele.
Prototiparea rapidă ar putea avea implicații pe termen lung pentru industrie, în același mod în care linia de asamblare a revoluționat producția. În mod tradițional, costurile de producție scad cu timpul pe durata de viață a liniei de produse. Cu prototiparea rapidă, costul de a produce doar câteva unități nu este diferit de costul de a produce mii. Deși acest lucru poate ajuta la facilitarea numărului mai mic de produse pentru comenzile personalizate, efectele potențiale ale acestei condiții asupra modului în care sunt înțelese economiile de scară sunt necunoscute. Fabricarea cu tehnologia prototipului rapid 3D poate continua să fuzioneze etapele de proiectare și producție în procese mai eficiente.