Rapid prototyping

Rapid prototyping is een verzamelnaam voor verschillende technieken die het mogelijk maken om snel, van het Engelse rapid, fysieke prototypen te vervaardigen. Rapid prototyping gaat uit van een computermodel dat met CAD is samengesteld, en maakt aan de hand daarvan een prototype.

Rapid-prototyping gebeurt binnen, of is het resultaat van, het Computer-aided design, CAD en Computer-aided manufacturing CAM. Met CAD wordt een virtueel model gemaakt door het te tekenen in een 2D of 3D softwarepakket. Na het ontwerpen van een voorwerp met CAD moet het model van voorwerp zo worden omgezet, dat het apparaat dat er een prototype van maakt mee kan werken. Deze slag wordt met CAM uitgevoerd. Het model wordt ingelezen en voorbereid om er daarna met bijvoorbeeld een 3D-printer of CNC frees een fysiek product van te maken.

Afhankelijk van de machine die wordt gebruikt om het fysieke model te creëren wordt na de CAM door een computer een laser aangestuurd die voor een nauwkeurig harding van vloeibaar hars zorgt, wordt een 3D-printer aangestuurd of wordt een frees bestuurd om nauwkeurig materiaal uit bijvoorbeeld een blok hout weg te halen.

Er zijn verschillende mogelijkheden voor rapid-prototyping:

• Stereolithografie gebruikt een laser of andere UV-rijke lichtbronnen om vloeibare kunstharsen te polymeriseren.
• Fused deposition modeling is het laagsgewijs opbouwen van het fysieke model. De meeste commercieel beschikbare 3D-printers voor thuisgebruikers zijn van dit type. Zij bouwen het prototype met kunststof op, die uit een spuitmond komt.
• Laminated object modeling werkt op ongeveer dezelfde manier. Er worden van het virtuele model fysieke doorsneden van papier of kunststof gemaakt. Deze worden vervolgens aan elkaar gelijmd. Het eindproduct lijkt op hout.
• Selective laser sintering of laser engineered net shaping werkt ook hetzelfde, maar hierbij wordt het prototype laag voor laag uit metaalpoeder opgebouwd.
• Computer numerical control CNC maakt daarentegen gebruik van frezen, boren, slijpen en snijden. Waar de hierboven genoemde technieken additieve processen zijn, wordt bij typisch CNC-gebruik juist materiaal verwijderd, wat het een subtractief proces maakt

Een computer bestuurt bij al deze technieken op een numerieke manier de productie van het prototype. De eerste rapid-prototyping-technieken werden, met de komst van krachtige computers, algemeen in 1980 ingevoerd. Werd vroeger het gebruik van rapid prototyping alleen toegepast voor de vervaardiging van het eerste model, nu worden de techniek ook voor kleine series vervaardigd. Dat wordt rapid manufacturing genoemd. De gezamenlijke techniek van rapid prototyping en rapid manufacturing wordt solid freeform fabrication genoemd. Het is met digital prototyping mogelijk om virtueel een prototype te testen, dus zonder er een fysiek model van te vervaardigen.

Rapid application development gaat dezelfde kant op, maar is vooral op de ontwikkeling van software gericht. Dat is een softwareontwikkelmethode.