تجسم سه بعدی، مهم ترین فاز عملیاتی در فرایند طراحی محصول است. در طراحی صنعتی هدف نهایی فرایند طراحی محصول دستیابی به یک شئ سه بعدی 3d dimensional است،که علاوه بر این که تامین کننده ی عملکرد (یا عملکردهای) مورد نظر باشد، از لحاظ فرم ظاهری نیز نیازهای زیبا شناختی ارگونومیکی و... را برآورده سازد. از این رو در فرایند طراحی محصول، تجسم سه بعدی 3d visualization یا تجسم فیزیکی Embodiment
به عنوان مرحله ای که در آن کانسپت های اولیه، ایده ها و تفکرات اولیه و کلی در ابتدا به صورت طرح هایی سه بعدی 3d presentation و سپس در قالب نمونه های سه بعدی مدل ها و پروتوتایپ ها مجسم و ارائه می شوند، مهم ترین و کلیدی ترین فاز عملیاتی فرایند محسوب می شود.

اصطلاحات مدل و پروتوتایپ:
اصطلاح مدل در کاربرد عام فنی خود برای بیان به صورت فیزیکی یا ریاضی ارائه نمودن یک هدف و یا سیستمی انتزاعی تر مثل آب و هوا یا هوشیاری انسان به کار می رود در طراحی محصول، مدل باید بیانگر هر نوع ارائه یک محصول یا بخشی از آن محصول باشد. در واقع لفظ مدل، معمولا فقط برای بیان مدل های کامپیوتری همانند ارائه ی تصویری سه بعدی از یک محصول با نرم افزاری ویژه ی طراحی (Cad) یا گرافیک و یا نرم افزار تجزیه و تحلیل عناصر محدود که قوت محصولی را نشان می دهد، یا ارائه ی فیزیکی ظاهر بصری محصولات به کار می رود. گاهی نیز این مدل های ارائه دهنده ی ظاهر بصری را ماکت Maquette می خوانند؛ لفظی فرانسوی که به مدل های مومی یا گلی کوچک و ابتدایی مورد استفاده ی مجسمه سازان اطلاق می شده است. لفظ پروتوتایپ در لغت به معنای اولین نمونه (First of a type) از یک گونه است. در نخستین روزهای تولید انبوه، پروتوتایپ به نسخه اصلی اطلاق می شد که بعدا به صورت انبوه تولید می گشت. در طراحی محصول لفظ پروتوتایپ بیانگر دو نوع مختلف از ارائه ی محصولات است. نوع اول که مناسب ترین کاربرد این لفظ می باشد، بیانگر ارائه ی فیزیکی محصول به صورتی است که در نهایت به تولید خواهد رسید. کاربرد دوم لفظ پروتوتایپ، بیانگر هر گونه ارائه فیزیکی است که به قصد آزمایش فیزیکی تکمیل شده باشد.

جایگاه مدل و پروتوتایپ در مراحل توسعه ی محصول:
با توجه به تعاریف اصطلاحات مدل و پروتوتایپ واضح است که آنها را باید در مراحلی از توسعه محصول جستجو کرد که فرایند طراحی محصول در آنها به عرصه ی تجسم سه بعدی (تجسم فیزیکی) گام نهاده باشد.حضور مدل ها از مرحله ی طراحی تجسم فیزیکی فرایند طراحی محصول آغاز می شود و در مراحل بعدی طراحی جزئیات و طراحی برای تولید در قالب پروتو تایپ های گوناگون گسترش می یابد. این حضور و نقش پیوسته ی مدل ها و پروتوتایپ ها در مراحل نهایی توسعه ی محصول، خود به تنهایی گویای اهمیت و کاربرد کلیدی آنهادر این فرایند پیچیده و گسترده است.

هدف از ساخت مدل و پروتوتایپ:
به طور خلاصه می توان گفت هدف از ساخت مدل ها و پروتوتایپ ها، تجسم سه بعدی و فیزیکی هرچه بهتر کانسپت های شکل گرفته در فرایند طراحی محصول است، تا بدین ترتیب بتوان با اطمینان بیشتری به مراحل بعدی و در نهایت تو لید محصول طراحی شده گام نهاد در واقع ساخت مدل و پروتوتایپ روشی است برای کنترل کیفیت (Quality control) فرایند طراحی و کسب اطمینان از موفقیت کانسپت های توسعه یافته که منجر به شناسایی انواع نواقص و اشکالات ساختاری structural و عملکردی functional و در نتیجه تلاش برای رفع آنها می شود.

انواع مدل و پروتوتایپ:
مدل ها و پروتوتایپ ها را باتوجه به چگونگی ارائه ی آنها و کاربردشان به شرح زیر گروه بندی می کنند:

الف)مدل هایی که در آنها فقط ارائه ی ساختاری طرح مورد نظر است شامل:
1-مدل ظاهری appearance model: مدل هایی که برای بررسی ابعاد شکل و ظاهر فیزیکی طرح می شوند و در آنها عملکرد مورد نظر نیست.
2-مدل فرم و اندازه Form &fit model: مدل هایی که برای بررسی ابعاد و شکل فیزیکی طرح تهیه می شوند و در آنها عملکرد و ظاهر مورد نظر نیست.

ب)پروتوتایپ هایی که در انها فقط ارائه ی عملکردی طرح مورد نظر است.شامل:
1- پروتوتایپ اصول کار Working principle prototype: پروتوتایپ هایی که برای مطالعه ی عملکردهای اصلی طرح تهیه می شوند و در آنها ابعاد و شکل مورد نظر نیست.
2-پروتوتایپ آزمایشی Test prototype: پروتوتایپ هایی که برای مطالعه ی عملکردهای ویژه ی طرح تهیه می شوند و در آنها ابعاد و شکل مورد نظر نیست.

ج)پروتوتایپ پیش از تولید:
1- Pre-production prototype: پروتوتایپ هایی که با شامل بودن ابعاد شکل و عملکرد طرح،در واقع نسخه ی بدل محصول تولیدی اند.
2- پروتوتایپ تولیدی Production prototype: پروتوتایپ هایی که از نظیر مواد به کار گرفته شده و فرایند عین محصول هستند.

مقیاس های مورد استفاده در ساخت مدل و پروتوتایپ:
با توجه به ابعاد محصولاتی که در فرایند طراحی محصول مطرح می شوند، در ساخت مدل ها و پروتوتایپ ها معمولا از مقیاس های 1:1، 1:1.5، و 1: 10 استفاده می شود. البته لازم توجه است که نوع مقیاس به کار رفته در ساخت مدل، به طور مستقیم به نوع آن وابسته است. چنانکه مطابق تعاریف بیان شده، در ساخت پروتوتایپ پیش از تولید و پروتوتایپ تولیدی، رعایت مقیاس 1:1 الزامی است.

مواد اولیه مورد استفاده در ساخت مدلی پروتوتایپ:
در ساخت مدل ها و پروتوتایپ ها از مجموعه ی گسترده ای از مواد اولیه بهره گرفته می شود. اما در اینجا نیز همانند مورد مقیاس، چگونگی ارائه و کاربرد مورد نظر برای مدل ها و پروتوتایپ ها و در نتیجه نوع آنها مشخص کننده ی مواد اولیه ای است که باید در ساخت آنها استفاده شوند.

انواع کاغذ، مقوا، گل،گچ،چوب، ورقهای پلاستیکی Plastic laminates مثل ورقهای پلکسی گلاس Plaxiglass، فویل های چسب دار Adhesive foils، مواد فایبر گلاس Fiberglass، از جمله رایج ترین مواد اولیه ای هستند که در ساخت مدل و پروتوتایپ استفاده می شوند.
بدیهی است که طبق تعریف در پروتوتایپ های تولید از مواد اولیه ای استفاده می شود که محصول تولیدی نیز از آنها ساخته خواهد شد.

نکات لازم در ساخت مدل و پروتوتایپ:
با توجه به نقش و اهمیت مدل ها و پروتوتایپ ها در خاتمه ی موفقیت آمیز فرایند طراحی و توسعه ی محصول، لازم است در ساخت آنها نکاتی چند را مد نظر قرار دهیم.
الف)مساله زمان و هزینه: دو عامل زمان و هزینه به خاطر رابطه ی متقابلشان در ساخت مدل و پروتوتایپ نقش قابل توجهی را ایفا می کنند. با پیشرفت اصولی مراحل تو سعه و تکامل طراحی محصول و در نتیجه کاهش تدریجی میزان خطر و عدم اطمینان تعهد مالی افزایش می بابد و بدین ترتیب می توان زمان و در نتیجه هزینه بیشتری را به منظور کاهش هر چه بیشتر میزان ریسک به امر ساخت پروتوتایپ اختصاص داد. این در حالی است که در نخستین مراحل تجسم فیزیکی باید از حداقل زمان و هزینه برای ساخت مدل و پروتوتایپ بهره گرفت.
ب)مساله دقت و تطابق با واقعیت: رعایت هرچه بیشتر دقت در ساخت مدل ها و پروتوتایپ ها و تلاش در جهت نزدیکی آنها با واقعیت رئالیسم، فرایند طراحی محصول را به سمت موفقیت بیشتری سوق می دهد. واضح است که اهمیت دقت و تطابق با واقعیت، در ساخت مدل و پروتوتایپ با پیشرفت فرایند طراحی محصول و افزایش امکان بهره گیری از زمان و هزینه،چند برابر خواهد شد.
ج)مساله ی تشخیص مناسب و صحیح: در راستای کارایی و ثمر بخش بودن بیشتر مدلها و پروتوتایپ ها.پیشگیری از به هدر رفتن منابع به ویژه منابع مالی و زمانی و در نتیجه دستیابی به بهترین طرح برای محصول مورد نظر تشخیص مناسب و صحیح در مورد برخی از موضوعات موثر درآنها از اهمیت فوق العاده ای برخوردار است.عمده ترین این محصولات، به قرار زیر می باشد:
1- تشخیص مناسب زمان برای ساخت مدل و پروتوتایپ.
2- تشخیص مناسب ترین نوع مدل با پروتوتایپ
3- تشخیص مناسب ترین مقیاس با پروتوتایپ
4- تشخیص مناسب ترین مواد اولیه برای ساخت مدل یا پروتوتایپ

بدیهی است که در موارد فوق، معیارهای تشخیص با توجه به مراحل طراحی و نیز با توجه به نوع محصول و نیز با توجه به نوع محصول متغیر خواهند بود.

منبع: شماره 4 و 5 مجله برآیند، مولف: نژده هوانسیان