Rapid Prototyping ist eine Familie von additiven Produktionsverfahren, die zum Zusammenbauen von Prototypmodellen verwendet werden. Diese Prozesse werden als additive Verfahren bezeichnet, da Material während der Konstruktion zum Modell hinzugefügt wird, anstatt aus einem festen Block herauszuschneiden. Zu den allgemein verwendeten Mitgliedern dieser Familie gehören selektives Lasersintern (SLS), Stereolithographie (SLA) und dreidimensionaler (3D) Druck (3DP). Laminated Object Manufacturing (LOM), Fused Deposition Modeling (FDM) und Elektronenstrahlschmelzen (EBM) gehören ebenfalls zu den gängigeren Rapid-Prototyping-Verfahren. Alle diese Prozesse werden automatisiert und von Maschinen ausgeführt, die von Computern gesteuert werden, die Daten aus computergestützten Konstruktionsmodellen (CAD) des Prototyps lesen.
Prototyping ist die Praxis, Modelle neuer Produkte oder Überarbeitungen bestehender Produkte vor der endgültigen Genehmigung und Serienproduktion zu erstellen. Dieser Prozess ermöglicht es Designern und Entwicklern, ihre Entwürfe zu bewerten, Fehler oder Auslassungen zu identifizieren und das Konzept interessierten Parteien vorzuführen. Das Prototyping ist verständlicherweise ein kritischer Bestandteil jedes Designprozesses und bringt oft erhebliche Zeit- und Budgeteinsparungen. Rapid Prototyping ist eine der beliebtesten Methoden zur Konstruktion von Prototypmodellen. Das Verfahren ist additiv, das heißt, die eingesetzten Maschinen fügen dem Modell während des Baufortschritts Material hinzu, im Gegensatz zu subtraktiven Verfahren, die Material aus einem Rohling herausschneiden.
Es gibt mehrere verschiedene Rapid-Prototyping-Techniken im Allgemeinen, die Metalle, Thermoplaste und Photopolymere verwenden, um den Prototyp nach und nach Schicht für Schicht von Grund auf aufzubauen. Eine der beliebtesten davon ist das selektive Lasersintern (SLS), bei dem ein Hochleistungs-Kohlendioxidlaser verwendet wird, um Kunststoff-, Keramik- oder Glaspulver zum fertigen Modell zu verschmelzen. Der Laser läuft in einem Muster, das genau ein CAD-Modell nachahmt, das in der Computersteuerung der Maschine gespeichert ist, und verwandelt das Pulver dabei in einen festen Körper. Direct Metal Laser Sintering (DMLS) ist ein ähnlicher Prozess, bei dem Metallpulver verwendet werden.
Ein weiteres häufig verwendetes Rapid-Prototyping-Verfahren, das auf ähnliche Weise funktioniert, ist die Stereolithographie. Bei diesem Verfahren wird ein ultravioletter (UV) Laser verwendet, der sich durch einen Tank mit Photopolymerharz bewegt, das so formuliert ist, dass es bei UV-Licht härtet oder aushärtet. Während der Laser die in der CAD-Datei gespeicherte Form nachzeichnet, verfestigt sich das Harz und baut nach und nach das Prototypmodell auf. Eine der bedeutendsten jüngsten Entwicklungen im Rapid Prototyping ist das dreidimensionale (3D) Druckverfahren, bei dem ein Tintenstrahldrucker verwendet wird, der aufeinanderfolgende Schichten aus pulverförmigem Harz und Bindemitteln aufbringt, um nach und nach die gewünschte Form zu bilden. Es gibt auch mehrere andere Prozesse, die beim Rapid Prototyping verwendet werden, die, obwohl sie subtile Prozessunterschiede aufweisen, alle dieselbe progressive, additive Modellbautechnik verwenden.