Разработка и внедрение новых производственных технологий является важной задачей для машиностроения в условиях стремительной технологической конкуренции. Оперативное создание и оценка прототипов новой продукции в машиностроении стали возможными благодаря применению новых цифровых технологий. Изготовление деталей традиционными "вычитающими" методами является сложным, длительным и дорогостоящим этапом проектирования. Применение в производственном цикле или на этапе опытно-конструкторских работ цифровых и аддитивных технологий позволяют создавать детали высокого качества с наименьшими затратами, А также детали, которые невозможно изготовить традиционными, "вычитающими" технологиями — механообработкой, литьем и т.д.
Развитие современных систем автоматизации, робототехники, и распространение так называемых аддитивных технологий, которые позволяют, используя цифровую модель, печатать трехмерные объекты – как их отдельные компоненты, так и целые изделия. Под влиянием таких технологий производство, естественно, становится более гибким, отвечающим потребностям заказчика, появляются возможности выпускать и уникальные изделия, и малые серии изделий, при этом существенным образом снижаются и затраты, в том числе на труд, на расходные материалы, на энергию, на логистику.
Прототипирование является обязательным этапом в процессе разработки любого нового изделия. Создание качественного прототипа, максимально похожего на будущее изделие - весьма непростая задача. Приходится решать проблему точного повторения геометрической формы, собираемости, внешнего вида и поиска материалов, максимально похожих на заданные.
Построение прототипа обычно происходит на основе твердотельной модели из CAD-систем или модели с замкнутыми поверхностными контурами. Эта модель разбивается на тонкие слои в поперечном сечении с помощью специальной программы, причем толщина каждого слоя равна разрешающей способности оборудования по z-координате. Обычно при разбиении дается припуск на механическую обработку. Построение детали происходит послойно до тех пор, пока не будет получен физический прототип.
Прототипирование начинается с того, что создаётся компьютерная твердотельная модель продукта, а завершается изготовлением конечного варианта, с использованием какой-либо методики. Компьютерная модель создаётся при помощи одной из программ 3D-моделирования, а затем сохраняется в одном из перечисленных форматов: STL, WRL, PLY, 3DS. Созданная модель печатается на специально предназначенном для этого принтере.
