แบบจำลองต้นแบบที่รวดเร็วนั้นมักจะเป็นชิ้นส่วนพลาสติกหรือโลหะที่สร้างขึ้นจากการเขียนแบบคอมพิวเตอร์ซึ่งอนุญาตให้ลูกค้าตรวจสอบผลิตภัณฑ์ภายใต้การพัฒนา เริ่มต้นในปลายศตวรรษที่ยี่สิบซอฟต์แวร์คอมพิวเตอร์ได้รับการพัฒนาที่อนุญาตให้นักออกแบบสร้างภาพวาดสามมิติ (3D) การพัฒนาอุปกรณ์แบบขนานที่สามารถสร้างโครงสร้างทางกายภาพจากภาพวาดเหล่านี้นำไปสู่ธุรกิจการสร้างแบบจำลองอย่างรวดเร็ว
การออกแบบชิ้นส่วนโดยใช้ซอฟต์แวร์ 3D เริ่มต้นด้วยการวาดภาพแนวคิดของชิ้นส่วนที่ต้องการ นักออกแบบสามารถใช้รูปวาดนี้และสร้างแบบจำลอง 3 มิติที่ใช้ซอฟต์แวร์ซึ่งอนุญาตให้ส่วนหนึ่งสามารถดูได้จากมุมที่แตกต่างกันหรือทิศทางที่แตกต่างกัน ซอฟต์แวร์นี้ยังสามารถแยกชิ้นส่วนเพื่อแสดงให้ลูกค้าเห็นว่าการประกอบสามารถเกิดขึ้นได้ในโรงงานอุตสาหกรรมได้อย่างไร การออกแบบซอฟต์แวร์มักจะรวมถึงความสามารถในการ "ทดสอบ" ส่วนภายใต้เงื่อนไขที่แตกต่างกันของความเครียดหรือผลกระทบเพื่อประเมินความล้มเหลวของส่วนหรือข้อบกพร่องในการออกแบบ
การพัฒนาแบบจำลองต้นแบบอย่างรวดเร็วกลายเป็นจริงด้วยการเปิดตัวเครื่องพิมพ์ 3 มิติ เทคโนโลยีที่แตกต่างกันหลายวิวัฒนาการในปลายศตวรรษที่ยี่สิบ แต่ทั้งหมดเชื่อมโยงกับโปรแกรมคอมพิวเตอร์ช่วยออกแบบ (CAD) ที่สร้างแบบจำลองซอฟต์แวร์ เครื่องพิมพ์ 3D ทั้งหมดใช้เทคนิคการสร้างชั้นพลาสติกหรือโลหะที่ต่อเนื่องกันเพื่อสร้างตัวอย่างทางกายภาพของชิ้นส่วน
เครื่องพิมพ์ประเภทหนึ่งใช้ผงละเอียดภายในตู้เครื่องพิมพ์ ซอฟต์แวร์คอมพิวเตอร์เปลี่ยนรูปวาดเป็นเลเยอร์ที่มีขนาดเล็กมากนับพันอย่างเช่นการแบ่งภาพให้บางเป็นพิเศษ เครื่องพิมพ์พ่นสารยึดเกาะผ่านผงในรูปของชั้นต่ำสุด ผงถูกผสมลงบนเลเยอร์นี้และถาดเรียบลดลงเล็กน้อย เลเยอร์ถัดไปของสารยึดเกาะและผงถูกเพิ่มและอื่น ๆ จนกระทั่งส่วน 3D ถูกสร้างขึ้น ขึ้นอยู่กับความซับซ้อนของชิ้นส่วนเครื่องพิมพ์อาจต้องใช้เวลาหลายวันในการดำเนินการหนึ่งตัวอย่าง
เครื่องพิมพ์ต้นแบบรวดเร็วอีกประเภทหนึ่งใช้พลาสติกที่ละลายได้ หัวฉีดวางจุดเล็ก ๆ ของวัสดุที่ละลายลงบนถาดเครื่องพิมพ์ในชั้นต่อเนื่องเพื่อสร้างชิ้นส่วน ชิ้นส่วนเหล่านี้มักจะใช้งานได้โดยตรงจากเครื่องเพราะชั้นของพลาสติกกลายเป็นต้นแบบพลาสติกแข็ง นี่เป็นการปรับปรุงสำหรับเครื่องพิมพ์แบบผงบางรุ่นซึ่งสร้างชิ้นส่วนที่สามารถจัดการได้ แต่อาจไม่แข็งแรงพอสำหรับการทดสอบหรือการใช้งานจริง
กระบวนการที่เรียกว่าการเผาโลหะสามารถสร้างแบบจำลองต้นแบบที่รวดเร็ว โลหะเช่นอลูมิเนียมหรือทองแดงที่มีจุดหลอมเหลวค่อนข้างต่ำสามารถใช้ในเครื่องพิมพ์ 3D ในลักษณะที่คล้ายกับพลาสติกที่ละลาย ชิ้นส่วนโลหะสำเร็จรูปมักจะไม่ต้องการการประมวลผลเพิ่มเติมและสามารถนำมาใช้โดยตรงจากเครื่องสำหรับการทดสอบหรือการพัฒนาเพิ่มเติม
ผลิตภัณฑ์จำนวนมากในศตวรรษที่ 21 ได้รับการออกแบบโดยสิ้นเชิงในซอฟต์แวร์ CAD ทำให้ภาพจำลองเสมือนเป็นแบบจำลองต้นแบบที่รวดเร็วโดยไม่จำเป็นต้องมีตัวอย่างทางกายภาพ เรื่องนี้กลายเป็นเรื่องธรรมดาสำหรับเครื่องจักรอุตสาหกรรมขนาดใหญ่เครื่องบินและยานพาหนะขนาดใหญ่เช่นเรือ หลายส่วนมีขนาดใหญ่เกินไปที่จะสร้างต้นแบบแยกต่างหากหรืออาจล่าช้าในการพัฒนาผลิตภัณฑ์ขั้นสุดท้าย
วิศวกรพัฒนาการทดสอบซอฟต์แวร์ที่สามารถจำลองสภาพการทดสอบจริงซึ่งไม่จำเป็นต้องมีการทดสอบต้นแบบ เครื่องบินพาณิชย์ลำแรกได้รับการออกแบบในช่วงปลายศตวรรษที่ 20 เครื่องบินเจ็ทเชิงพาณิชย์สร้างขึ้นในคอมพิวเตอร์อย่างสมบูรณ์ตั้งแต่การออกแบบไปจนถึงเครื่องบินที่สามารถบินได้โดยไม่มีต้นแบบกลาง
