Michelangelos David in der Größe einer Schachfigur zu formen, ist für einen Computer mit dreidimensionaler oder 3D-Rapid-Prototyp(RP)-Technologie eine einfache Sache. Ähnlich wie ein Tintenstrahldrucker ein zweidimensionales Bild aus einer digitalisierten Datei erzeugt, kann die 3D-Rapid-Prototyp-Technologie dasselbe mit realen Objekten für die Handhabung im realen Raum tun. Basierend auf zahlreichen Techniken, Geräten und Materialien arbeiten 3D-Rapid-Prototyp-Prozesse im Allgemeinen von computergestützten Entwurfs-(CAD-)Objekten für Design oder Herstellung; sie konstruieren sie, indem sie jeweils eine Materialschicht erzeugen, bis eine perfekte Replik entsteht. Diese Konstruktion hilft bei der Erstellung einer fast unbegrenzten Anzahl komplexer Formen und Objekte und revolutioniert die Design- und Produktionseffizienz.
Prototyping besteht im Allgemeinen aus drei Aspekten: Konstruktion von Modellen für die Herstellung, Produktprüfung und Verfeinerung. Benutzer verwandeln Computerschaltpläne direkt in Prototypen. Designs werden bewertet, bevor kostspielige Produktionsprozesse beginnen, und Produktoberflächen und -ausführungen können getestet werden.
Hersteller können fast unzählige Produktformen für die Massenproduktion oder Kundenanpassung anpassen. Prototypiterationen oder Variationen können nach Prüfung durch Produktionsteams oder Kunden angepasst werden. Dies ermöglicht eine höhere Flexibilität und geringere Kosten in der Produktentwicklung im Vergleich zum traditionellen zeitaufwändigen Prototyping per Maschine oder Hand.
Im Wesentlichen bezieht sich der RP-Prozess auf die automatisierte, additive Konstruktion eines Objekts; das heißt, Objekte werden erzeugt, indem jeweils eine Schicht, ein Pulver oder eine Flüssigkeitsschicht hinzugefügt wird, bis ein Objekt gebildet ist. Die Herstellung eines 3D-Rapid-Prototyps bezieht sich auf die High-End-Fertigung von Präzisionsprodukten, die nach technischen Spezifikationen entwickelt wurden. Zahlreiche Techniken ermöglichen die Konstruktion von Teilen, Modellen und Werkzeugen; diese können unter anderem Stereolithographie, Fused Deposition Modeling, Ultraschallkonsolidierung und selektives Lasersintern umfassen. Diese additiven Konstruktionsverfahren schichten Querschnitte mit Techniken wie Laserschmelzen, Flüssighärtung, Sicken oder Schweißen, um spezifische Materialien wie Harze oder Folien aufzunehmen. Der Einsatz von RP kann die Material- und Arbeitskosten sowie den Zeitaufwand drastisch senken; Modelle können innerhalb von Stunden oder Tagen gebaut werden.
In kleinerem Maßstab ist der 3D-Druck eine gängige Technik, die manchmal als 3D-Rapid-Prototyp-Konstruktion bezeichnet wird. Dieser Vorgang verwendet jedoch eine kleinere Desktop-Maschine für das Design, aber es fehlt die schematische Maßgenauigkeit oder die Materialvielfalt von 3D-Rapid-Prototyping-Verfahren, die bei der Herstellung verwendet werden. Der 3D-Druckerprozess wird in der Regel zum Erstellen von Wegwerfmodellen für praktische Demonstrationen verwendet, während komplexere RP-Maschinen über Werkzeugmuster verfügen, um den Produktionsprozess selbst zu unterstützen. Darüber hinaus bieten 3D-Drucker möglicherweise nur wenige Materialoptionen, während RP Dutzende von Materialien wie Harze und Photopolymere bedienen kann, um Produktionsmaterialien wie Thermoplaste zu duplizieren.
Rapid Prototyping könnte langfristige Auswirkungen auf die Industrie haben, so wie das Fließband die Fertigung revolutioniert hat. Herkömmlicherweise sinken die Herstellungskosten mit der Zeit über die Lebensdauer der Produktlinie. Beim Rapid Prototyping unterscheiden sich die Kosten für die Herstellung von nur wenigen Einheiten nicht von den Kosten für die Herstellung von Tausenden. Während dies dazu beitragen kann, kleinere Produktzahlen für kundenspezifische Bestellungen zu ermöglichen, sind die möglichen Auswirkungen dieser Bedingung auf das Verständnis von Skaleneffekten unbekannt. Die Fertigung mit 3D-Rapid-Prototyping-Technologie kann weiterhin Konstruktions- und Produktionsphasen zu effizienteren Prozessen verschmelzen.