Hva er en rask prototypemodell?
En hurtig prototypemodell er vanligvis en plast- eller metalldel laget av en datategning, som tillater en kunde å gjennomgå et produkt under utvikling. Fra slutten av det tjuende århundre ble dataprogramvare utviklet som tillot designere å lage tredimensjonale (3D) tegninger. Parallell utvikling av utstyr som kunne skape fysiske strukturer fra disse tegningene førte til virksomheten med hurtig modellering.
Utformingen av en del ved bruk av 3D-programvare starter med en konseptuell tegning av en ønsket del. En designer kan ta denne tegningen og lage en programvarebasert 3D-modell, som gjør at en del kan sees fra forskjellige vinkler eller orienteringer. Denne programvaren kan også praktisk talt demontere delen for å vise en kunde hvordan montering kan skje i et industrielt anlegg. Programvaredesign inkluderer ofte muligheten til å "teste" delen under forskjellige forhold med belastning eller påvirkning for å estimere delfeil eller feil i designen.
Rask prototypeutvikling ble en realitet med introduksjonen av 3D-skrivere. Flere forskjellige teknologier utviklet seg på slutten av det tjuende århundre, men alle var knyttet til datastyrte designprogrammer (CAD) som skapte programvaremodeller. Alle 3D-skrivere bruker en teknikk for å bygge suksessive lag med plast eller metaller i rekkefølge for å lage en fysisk prøve av delen.
En type skriver brukte et fint pulver inne i et skriverkabinett. Dataprogramvare gjorde tegningen til tusenvis av ekstremt fine lag, som å skive bildet ekstremt tynt. Skriveren sprayet et kjemisk bindemiddel over pulveret i form av det laveste laget. Pulver ble deretter blandet på dette laget, og flatbrettet senket en liten mengde. Det neste laget med bindemiddel og pulver ble tilsatt, og så videre, til en 3D-del ble laget. Avhengig av kompleksiteten til delen, kan det hende at skriveren må løpe i flere dager for å fullføre en prøve.
En annen type hurtig prototype-modellskriver brukte en smeltbar plast. En dyse plasserte små prikker av det smeltede materialet på skriverbrettet i påfølgende lag for å bygge opp en del. Disse delene var ofte brukbare direkte fra maskinen, fordi lagene av plast dannet en solid plastprototype. Dette var en forbedring i forhold til noen pulverskrivere, som skapte deler som kunne håndteres, men kanskje ikke var sterke nok til testing eller faktisk bruk.
En prosess som kalles metallsintring kan også lage en hurtig prototypemodell. Et metall som aluminium eller kobber med et relativt lavt smeltepunkt kan brukes i en 3D-printer på lignende måte som en smeltet plast. Den ferdige metalldelen krevde ofte ingen videre bearbeiding, og kunne brukes direkte fra maskinen for testing eller videreutvikling.
Mange produkter i det 21. århundre var totalt designet i CAD-programvare, noe som gjorde det virtuelle bildet til en hurtig prototypemodell uten behov for en fysisk prøve. Dette ble vanlig for store industrimaskiner, fly og store kjøretøyer som skip. Mange deler var for store til å lage separate prototyper, eller ville ha forsinket den endelige produktutviklingen.
Ingeniører utviklet programvaretesting som kunne simulere virkelige testforhold, noe som eliminerte behovet for prototypetester. Det første kommersielle flyet ble designet på denne måten på slutten av 1900-tallet. Et kommersielt jetfly ble bygget helt i en datamaskin, og gikk fra en design direkte til et fly som er i stand til flyging uten mellomliggende prototyper.