Michelangelon Davidin shakkikappaleen kokoinen veistäminen on yksinkertainen asia tietokoneelle, joka käyttää kolmiulotteista tai 3D-nopeaa prototyyppitekniikkaa (RP). Aivan samalla tavalla kuin mustesuihkutulostin tuottaa kaksiulotteisen kuvan digitoidusta tiedostosta, 3D-nopea prototyyppitekniikka voi tehdä saman todellisten kohteiden kanssa reaaliajassa. Lukuisiin tekniikoihin, laitteisiin ja materiaaleihin perustuvat 3D-nopeat prototyyppiprosessit toimivat yleensä tietokoneavusteisten luonnoskohteiden (CAD) suunnittelusta tai valmistuksesta; he rakentavat ne luomalla yhden materiaalikerroksen kerrallaan, kunnes muodostuu täydellinen kopio. Tämä rakenne auttaa luomaan lähes rajattoman määrän monimutkaisia muotoja ja esineitä, mikä mullistaa suunnittelun ja tuotannon tehokkuuden.
Prototyyppien muodostaminen koostuu yleensä kolmesta osasta: valmistusmallien rakentamisesta, tuotearvioinnista ja parantamisesta. Käyttäjät muuttavat tietokonekaaviot suoraan prototyyppeiksi. Mallit arvioidaan ennen kalliiden tuotantoprosessien aloittamista, ja tuotepinnat ja viimeistelyt voidaan testata.
Valmistajat voivat mukauttaa lähes lukemattomia tuotemuotoja massatuotantoon tai asiakkaan räätälöintiin. Prototyypin iteraatioita tai muunnelmia voidaan muokata sopivaksi tuotantotiimien tai asiakkaiden tarkastelun jälkeen. Tämä mahdollistaa suuremman joustavuuden ja alhaisemmat kustannukset tuotekehityksessä verrattuna perinteiseen aikaa vievään prototyyppityöhön koneella tai käsin.
Pohjimmiltaan RP -prosessi viittaa kohteen automatisoituun lisärakentamiseen; eli esineitä luodaan lisäämällä yksi arkki, jauhe tai nestekerros kerrallaan, kunnes esine muodostuu. 3D-nopean prototyypin tekeminen viittaa teknisten eritelmien mukaisten tarkkuustuotteiden huippuluokan valmistukseen. Lukuisat tekniikat mahdollistavat osien, mallien ja työkalujen rakentamisen; Näitä voivat olla mm. stereolitografia, sulatetun laskeuman mallinnus, ultraäänikonsolidointi ja valikoiva lasersintraus. Nämä lisärakennusmenetelmät kerrostavat poikkileikkauksia tekniikoilla, kuten laserhitsauksella, nestekovettamisella, helmipinnoitteella tai hitsauksella tiettyjen materiaalien, kuten hartsien tai kalvojen, mukauttamiseksi. RP: n käyttö voi vähentää dramaattisesti materiaalien ja työvoiman kustannuksia sekä aikaa; mallit voidaan rakentaa muutamassa tunnissa tai päivässä.
Pienemmässä mittakaavassa 3D -tulostus on yleinen tekniikka, jota joskus kutsutaan 3D -nopeaksi prototyyppirakennukseksi. Tämä toimenpide käyttää kuitenkin suunnittelussa pienempää pöytäkonetta, mutta siitä puuttuu valmistuksessa käytettyjen 3D -nopeiden prototyyppimenetelmien kaavamainen mittatarkkuus tai materiaalin monipuolisuus. 3D-tulostusprosessia käytetään tyypillisesti heitettävien mallien luomiseen käytännön esittelyjä varten, kun taas monimutkaisemmissa RP-koneissa on työkalumallit, jotka auttavat itse tuotantoprosessia. Lisäksi 3D -tulostimet voivat tarjota vain muutamia materiaalivaihtoehtoja, kun taas RP voi palvella kymmeniä materiaaleja, kuten hartseja ja fotopolymeerejä, kopioida tuotantomateriaaleja, kuten kestomuovia.
Nopealla prototyypillä voi olla pitkäaikaisia vaikutuksia teollisuuteen samalla tavalla kuin kokoonpanolinja mullisti valmistuksen. Perinteisesti valmistuskustannukset pienenevät ajan myötä tuotelinjan elinkaaren aikana. Nopeiden prototyyppien avulla vain muutaman yksikön valmistuskustannukset eivät eroa tuhansien valmistuskustannuksista. Vaikka tämä voi auttaa helpottamaan pienempien tuotteiden määrää mukautetuissa tilauksissa, tämän ehdon mahdolliset vaikutukset mittakaavaetujen ymmärtämiseen eivät ole tiedossa. Valmistus 3D -nopealla prototyyppitekniikalla voi edelleen yhdistää suunnittelu- ja tuotantovaiheet tehokkaampiin prosesseihin.