快速成型设计是一组使用三维计算机辅助设计（CAD）数据快速制作物理零件或组件的比例模型的技术。[1][2]零件或组件的构造通常使用3D打印或“附加层制造”技术来完成。[3]
第一批快速成型设计方法在20世纪80年代后期出现，并被用于生产模型和原型零件。如今，它们被广泛应用，[4] 如果需要的话，还可以用于生产数量相对较少的高质量零件，而不会带来典型的不利短期经济效益。这种经济鼓励了在线服务机构。快速成型技术的历史调查[2] 从讨论19世纪雕塑家使用的仿像制作技术开始。一些现代雕塑家使用后代技术来制作展览。[5] 从数据集中复制设计的能力引起了权利问题，因为现在可以从一维图像中插入体积数据。
与数控减法方法一样，传统快速成型工艺中的计算机辅助设计-计算机辅助制造CAD-CAM工作流程始于几何数据的创建，要么使用计算机辅助设计工作站创建三维实体，要么使用扫描设备创建2D切片。对于快速原型制作，该数据必须代表有效的几何模型；也就是说，其边界表面包围有限的体积，不包含暴露内部的孔，并且不折回自身。换句话说，对象必须有一个“内部”。即对于三维空间中的每个点，计算机能够唯一地确定该点是位于模型的边界表面之内、之上还是之外，则模型是有效的。计算机辅助设计后处理器将使用简化的数学形式来近似应用供应商的内部计算机辅助设计几何形式(例如B样条)，该数学形式又以特定的数据格式表示，这是附加制造中的一个常见特征:STL(立体光刻术)是将实体几何模型转移到SFF机器的事实标准。为了获得必要的运动控制轨迹来驱动实际的超高速加工、快速成型制造、3D打印或附加制造机制，通常将准备好的几何模型切片成层，并将切片扫描成线(产生用于生成轨迹的“2D图”，如在数控刀具路径中)，以相反的方式模拟层到层的物理构建过程。
20世纪70年代，约瑟夫·亨利·康登和贝尔实验室的其他人开发了Unix电路设计系统(UCDS)，使手工将图纸转换成制造电路板的任务自动化，以便于研究和开发。
到了20世纪80年代，美国决策者和工业管理者被迫注意到，美国在机床制造领域的主导地位消失了，这就是所谓的机床危机。许多项目试图在美国开始的传统数控凸轮领域对抗这些趋势。后来，当快速成型系统走出实验室走向商业化时，人们才认识到开发已经是国际性的，美国的快速成型公司不会轻易让领先优势溜走。国家科学基金会是国家航空航天局(NASA)、美国能源部、美国商务部、美国国防部、国防高级研究项目局(DARPA)和海军研究办公室的保护伞，负责协调研究，为战略规划者的审议提供信息。其中一份是1997年的欧洲和日本快速成型小组报告[2]，其中DTM公司的创始人约瑟夫·比曼[8] 提供了一个历史视角:
被称为实体自由形态制造的技术是我们今天所认识的快速成型制造、3D打印或增材制造:斯温森(1977)、施韦泽尔(1984)致力于在两个计算机控制的激光束的交叉点上研究光敏聚合物的聚合的研究。Ciraud (1972)认为用电子束、激光或等离子体进行静磁或静电沉积用于烧结表面覆层。这些都是计划但不知道是否制造了工作机器。名古屋市工业研究所的儿玉秀夫是第一个发表使用光聚合物快速原型系统制造的实体模型的人(1981年)。[2]即使在早期，这项技术也被认为在制造实践中占有一席之地。低分辨率、低强度输出在设计验证、模具制造、生产夹具等领域具有价值。输出朝着更高规格的用途稳步前进。[9]
不断寻求创新，以提高速度和应对大规模生产应用的能力。[10]快速成型系统与相关的计算机辅助设计软件共享的一个引人注目的发展是构成整个CAD—CAM具链的高级应用程序的免费开源。这创造了一个低成本设备制造商的社区。爱好者甚至涉足要求更高的激光设备设计。[11]
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