Sculptând David lui Michelangelo dimensiunea unei piese de șah este o chestiune simplă pentru un computer care folosește tehnologia tridimensională sau 3D, prototip rapid (RP). La fel cum o imprimantă cu jet de cerneală produce o imagine bidimensională dintr-un fișier digitalizat, tehnologia de prototip 3D rapid poate face același lucru cu obiectele reale pentru manipularea în spațiul real. Bazându-se pe numeroase tehnici, echipamente și materiale, procesele 3D rapide de prototip funcționează în general din obiecte de redactare asistată de computer (CAD) pentru proiectare sau fabricare; le construiește generând un strat de material la un moment dat până se formează o replică perfectă. Această construcție ajută la crearea unui număr aproape nelimitat de forme și obiecte complexe, revoluționând eficiența designului și a producției.
Prototipizarea constă, în general, din trei aspecte: construirea de modele pentru fabricare, revizuirea produsului și perfecționare. Utilizatorii transformă schemele computerului direct în prototipuri. Proiectele sunt evaluate înainte de începerea proceselor de producție costisitoare și pot fi testate suprafețele și finisajele produselor.
Producătorii pot personaliza forme de produs aproape nenumărate pentru producția în masă sau personalizarea clientului. Iterațiile de prototip, sau variațiile, pot fi rafinate pentru a se potrivi după examinarea de la echipele de producție sau clienți. Acest lucru permite o mai mare flexibilitate și un cost mai mic în dezvoltarea produsului, comparativ cu prototiparea tradițională care consumă timp cu mașină sau cu mâna.
În esență, procesul RP se referă la construcția automată, aditivă a unui obiect; adică obiectele sunt create adăugând câte o foaie, pulbere sau strat lichid simultan până la formarea unui obiect. Elaborarea unui prototip 3D rapid se referă la fabricarea de înaltă calitate a produselor de precizie proiectate conform specificațiilor tehnice. Numeroase tehnici permit construcția de piese, modele și scule; acestea pot include stereolitografia, modelarea depunerilor condensate, consolidarea cu ultrasunete și sinterizarea selectivă cu laser, printre altele. Aceste metode de construcție aditivă se secționează în secțiuni transversale cu tehnici precum fuziunea cu laser, întărirea cu lichid, perlarea sau sudarea pentru a găzdui materiale specifice precum rășini sau folii. Utilizarea RP poate reduce dramatic costurile cu materialele și forța de muncă, precum și timpul; modelele pot fi construite în ore sau zile.
La o scară mai mică, imprimarea 3D este o tehnică obișnuită care se numește uneori construcția rapidă a prototipului 3D. Această operație, însă, folosește o mașină desktop mai mică pentru proiectare, dar îi lipsește precizia dimensională schematică sau versatilitatea materială a metodelor de prototip rapid 3D utilizate la fabricare. Procesul de imprimantă 3D este de obicei utilizat pentru crearea de modele de exerciții pentru demonstrații hands-on, în timp ce mașinile RP mai complexe posedă 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 dubla materialele de producție, cum ar fi termoplastice.
Prototipizarea rapidă ar putea avea implicații pe termen lung pentru industrie, în același mod în care linia de asamblare a revoluționat fabricația. În mod tradițional, costurile de fabricație scad odată cu durata de viață a liniei de produse. Cu prototipuri rapide, 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 nu sunt cunoscute. Fabricarea cu tehnologie de prototip rapid 3D poate continua să îmbine etapele de proiectare și producție în procese mai eficiente.
