La prototipazione è una fase del processo di progettazione di prodotti nuovi o revisionati che consente ai team di progettazione di verificare la presenza di difetti nei prodotti, identificare possibili aree di miglioramento e dimostrare il prodotto a potenziali investitori o al mercato di riferimento. Nella maggior parte dei casi, questo processo comporta la realizzazione di modelli con vari livelli di funzionalità da una gamma di materiali utilizzando diversi tipi di tecnologia prototipo. Queste tecnologie includono la costruzione sottrattiva e additiva e la rappresentazione basata su software. I primi due metodi comportano la rimozione di materiale da un blocco o un foglio di materiale di modellazione o l’aggiunta di materiale a un modello strato per strato. Il terzo tipo di tecnologia prototipo viene utilizzato per dimostrare i prodotti software.
La prova del concetto è una parte importante del processo di progettazione per prodotti nuovi o revisionati. La produzione di un modello prototipo di un prodotto proposto consente a un team di progettazione di valutare la funzionalità, i difetti e le qualità estetiche del progetto prima di passare alla fase di produzione finale. I modelli di prototipazione sono prodotti utilizzando una varietà di tecniche e possono essere completamente funzionali o per niente a seconda dei risultati attesi dal processo di prototipazione. Le categorie più comuni in cui rientra la tecnologia prototipo sono i gruppi additivi, sottrattivi e software.
La tecnologia di prototipazione additiva, nota anche come prototipazione rapida, utilizza tecniche che aggiungono materiale a una lavagna vuota. Queste includono tecniche di sinterizzazione laser diretta del metallo (DMLS), sinterizzazione laser selettiva (SLS) e stereolitografia (SLA). Nella maggior parte di questi processi, viene utilizzato un laser per tracciare la forma del modello in una base fluida o in polvere che si solidifica al contatto con il raggio laser. Guidato da una rappresentazione CAD (Computer Aided Design) del modello, il laser costruisce gradualmente il prototipo strato per strato fino al completamento. La stampa tridimensionale (3DP) e la fusione a fascio di elettroni sono due processi di prototipazione additiva simili.
La tecnologia del prototipo sottrattivo utilizza diversi tipi di macchine convenzionali a controllo numerico computerizzato (CNC) per rimuovere il materiale da un blocco di materiale di modellazione per rivelare il prototipo completato. Queste macchine sono anche guidate dai dettagli contenuti in un file CAD. La lavorazione meccanica è nota come processo di prototipazione sottrattivo primario. La fusione di modelli da resine è anche nota come processo sottrattivo, poiché il materiale viene prima lavorato a macchina da un blocco di alluminio o gesso per realizzare gli stampi utilizzati. Questo tipo di processo è noto come prototipazione sottrattiva secondaria.
La tecnologia di prototipazione del software tende ad essere molto più semplice e meno costosa rispetto alla produzione di modelli fisici. I programmi prototipo vengono in genere testati mentre vengono sviluppati, rendendo l’identificazione e il perfezionamento dei bug un processo continuo durante lo sviluppo piuttosto che un evento specifico. Una volta che le versioni beta sono state perfezionate, vengono spesso rilasciate per i test operativi in un ambiente live.