DISCLAIMER: Objet Geometries Ltd. ("Objet") does not guarantee the final release and availability of materials, products and/or 

features referred to herein. Materials will be released subject to Objet’s sole discretion. Not all released materials are currently 

available for all platforms/systems. Objet will update its website further to releases become available and/or compatible with 

specific platforms/systems. 

April 2011 Objet Geometries Ltd.

New Advances in Rapid Prototyping using Inkjet-based 3D Printing 

    2 

 

Bringing Prototyping to the Modern Era 

Rapid prototyping techniques have found their place in a range of industries such as 

consumer goods and electronics, automotive, defense, education, motor sports, 

jewelry, dentistry, orthodontics, medicine, and more. Today it is enabling both large 

and small companies to simulate complex parts and finished assemblies straight 

from the printer ‐ quickly and more accurately than ever before. 

Workshop lathes, boring machines, planning and slotting and shaping machines – all 

essential capital equipment for mass production were all invented in the 1800’s. 

Since the days of the industrial revolution, manufacturers have, until now, never 

succeeded in replicating and transferring the cost‐efficiency of mass production to 

the prototyping process.  

Prototyping has remained a major Achilles heel for designers and manufacturing 

companies due to its inability to conform to the economies of scale principle: 

Architects pay students to painstakingly build and glue cardboard models of their 

buildings; car manufacturers hire teams to build heavy wood and clay models of 

their next generation of vehicles; dental labs use bite impressions to design veneers, 

crowns and orthodontic appliances, and so on.  

Prototyping has therefore traditionally been slow, tedious, expensive, difficult to 

repeat, and in some cases, inadequate for the task of simulating the end products 

they are built to represent. 

When once it might have taken days, weeks or months to produce prototypes, using 

3D printing technologies, the same work can now be achieved in hours. Businesses 

who want to streamline their efficiency and become more productive can now use 

3D printing technology to deliver fast turnaround from initial design to final 

production of goods. 

Answering the Requirements of Form, Fit and 

Function 

Along with speed, accuracy and repeatability, 3D printing provides the massive 

advantage of producing realistic representations that can be properly tested and 

checked for design faults early on in the design cycle. Once a design fault is identified 

in the model, designers and engineers can simply tweak the design on the CAD/CAM 

program and print and test again, as many times as they like, until the design is 

perfected and meets their  precise visualization and verification requirements. 

    3 

ese 

Whereas fulfilling the fit and form requirements of rapid prototyping has always 

been dependent upon the type of 3D printing technology used, the functional 

requirements are naturally more dependent upon the properties of the materials 

being laid down by the 3D printing machine.  

Fit and Form Testing: Accuracy and Resolution 

According to industry reports, companies today use 55% of their additive 

manufacturing processes today for fit and form testing. Fit and form requires an 

accurate look and feel, so designers, marketers and focus groups can accurately 

visualize their intended product. So what sort of 3D printing technologies is best 

suited to simulating fit and form?  

Inkjet‐based 3D Printing 

Technology  

A cursory Google search for “Rapid 

Manufacturing Technologies” will 

display many competing companies. 

The main differences between th

‘additive manufacturing’ technologies 

are found in the way layers are built to 

create parts. Some involve melting or softening materials, others by binding 

powdered material, while others involve jetting or selectively laser‐hardening liquid 

materials.  

Objet Geometries has over 110 registered patents and pending applications in inkjet‐

based 3D printing technology and a range of over 60 UV‐curable liquid 

photopolymer acrylic‐based materials. These materials are used on specialized 3D 

printing machines fitted with inkjet heads conceptually similar to regular printers.  

Providing high‐resolution, detailed parts, and the ability to print finished model 

assemblies straight from the machine, inkjet‐based 3D printing promises designers 

and engineers the ability to accurately simulate the fit and form of the products they 

aim to produce, and with the provision of a new range of materials that closely 

simulate engineering plastics; realistic function testing now comes into play as well. 

Smooth surfaces ‐ Perhaps more than any other technology, inkjet based 3D 

printing has the ability to produce precisely built‐parts based on a layer‐

thickness of 16 microns. A closer look at the structure of walls will show that 

layers are highly integrated, with no ‘log‐building’ effect that is typical of 

many of the melted‐material deposition (also known as Fused Deposition 

Molding) 3D printing.  

    4 

Choice of gloss or matt finish ‐ 

Inkjet printing also produces 

parts with smooth surfaces, 

with a choice of either matt or 

gloss finish straight from the 

printer. This is not commonly 

found in other 3D printing 

technologies. 

Minimal post‐processing ‐ 

Apart from the advantage of using only what you need, jetting the material 

onto a build tray rather than using Stereo‐lithography techniques which cures 

or hardens a selected area within a full vat of liquid resin, means you can jet 

different materials from the different nozzles of the inkjet head. This has two 

major advantages over Stereo‐lithography with regard to fit and form testing: 

1. Objet inkjet technology has multi‐material capability – Due to the use 

of inkjet nozzles that can spray different materials –parts can be made 

of multiple materials or even mixed, composite materials, providing 

designers the unique ability to simulate complex parts that include 

both rigid and flexible elements within the same model. An example 

would be a remote control with hard surfaces and soft, rubber‐like 

buttons and over‐molding grips, essential for simulating the precise 

look and feel of an end product. 

2. Inkjet can use a water‐removable support material – Stereo‐

lithography uses the same material for both models and support. This 

support hardens along with model and must therefore be broken off 

by hand – often leaving flashings and protrusions on the surface that 

need to be fettled, filed or sanded down in post‐process.  

This last point will have a direct bearing on the ability to simulate engineering 

plastics in the next section.  

 

 

 

 

 

    5 

New Developments: More Dimensional 

Stability and Visualization 

With the release of a new range of materials, Objet Geometries has now further 

enhanced its fit and form capabilities by providing enhanced dimensional stability 

and clear transparent properties. 

Higher Dimensional Stability 

Objet has now released the new Objet 

VeroWhitePlus – a material providing high 

dimensional stability (the ability to maintain its 

original dimensions when subjected to changes 

in temperature and humidity). This is an 

essential characteristic for fit and form testing, 

since if a model’s dimensions are distorted even 

slightly, then fitting precise parts together 

becomes more difficult or even impossible.   

Transparency & High Dimensional Stability  

Objet’s newly released Objet VeroClear material produces prototypes with similar 

visual properties to PMMA, a common glass 

substitute used when light weight and 

resistance to shattering is important and where 

the index of refraction and light transmission 

qualities are required to be comparable to 

regular glass. Common applications for this 

material include lighting covers and cases and 

glass‐like elements in consumer goods, 

consumer electronics and cosmetics packaging.  

Answering the Requirements for Function: 

Engineering Plastics Simulation  

Functional testing is an essential requirement for the rapid prototyping process and 

in many cases requires the simulation of engineering plastics. A major player within 

this market is Acrylonitrile Butadiene Styrene, or ABS by its commonly known 

acronym.  

    6 

 with 

 

roGray material.  

Why ABS? ‐ In terms of price‐performance, ABS represents an important benchmark 

for 3D printing due to its ability to combine the strength, rigidity and surface quality 

of acrylonitrile and styrene polymers, the toughness of polybutadiene rubber, but 

with the lower price‐point associated with standard plastics.  

The list of applications for ABS is long and still growing. Its light weight and ability to 

be injection molded and extruded make it extremely useful in a wide range of 

manufacturing products including automotive trim components, enclosures for 

electrical and electronic assemblies, protective surfaces, home appliances and toys.  

ABS‐Like Toughness 

Objet’s new ABS‐like Digital Material 

(RGD5160‐DM) has a temperature 

resistance of 65° C out of printer, 90° C

post‐thermal treatment and a high 

toughness of 65‐80 J/m. This is comparable

to standard ABS and three times the 

toughness of the Objet Ve

This uniquely tough and light photopolymer 

material is actually a composite ‘digital 

material’ – created by jetting two different materials simultaneously – both a high 

temperature material and high toughness material.  

This is a capability unique to inkjet‐based 3D printing, and the Objet Connex Multi‐

Material 3D printer in particular, and cannot be replicated by any other 3D printing 

technology currently available. Using this technique, manufacturers can utilize the 

high accuracy and resolution of inkjet for fit and form testing, and also the 

engineering plastic quality for functional testing. The Objet ABS‐like Digital Material 

can be used to:  

Simulate snap‐fit parts ‐ including models and prototypes with moving parts 

and compositions.  

Simulate living hinges ‐ that go through repeated flexing and bending such as 

clips and fasteners. 

Endure high stress usage ‐ such as falls and blows or high pressure.  

Withstand outdoor environments ‐ where hot and cold weather would 

typically cause material deformation. 

Simulate contact surfaces ‐ such as knives, scissors and other cutting 

surfaces.  

    7 

High Temperature Resistance 

To produce parts combining high surface 

quality, fine details and 80°C resistance is 

not easy to achieve by any prototyping 

standards.  

Objet’s new High Temperature material 

(RGD525) combines high surface quality 

with a heat resistance of 65° C out of the 

printer and 80° C after a short oven‐

based post‐thermal treatment.  

Light testing ‐ The primary applications for this material are thermal testing 

of static parts. This can include light testing under prolonged strong lighting – 

such as is required for various automotive and heavy industry design 

projects.  

Hot water and hot air flow testing ‐ Another application involves running hot 

water through a tap at 65°C – a process that typically requires hours of 

testing.  The main advantage of inkjet‐based 3D printing for hot water testing 

is clear. Whereas before, customers would have to produce an actual 

production part – very much at the end of the design process, this is no 

longer the case. A tap can be tested straight out the printer – and still mimic 

the precise look and function of a tap – without any of the log‐building effect 

typical with Fused Deposition Modeling‐style 3D printing. 

Metalizing, painting, gluing ‐ 

Objet’s High Temperature 

material is also ideal for 

painting, gluing and metalizing, 

which all require highly smooth 

surfaces. Post processing of this 

sort with Objet’s High 

Temperature material is rapidly 

and easily achieved, without the 

filing down or fettling of 

unwanted protrusions that may be typical of other methods such as Stereo‐

lithography.  

    8 

form 

testing.  

nd 

eposition Modeling and Stereo‐

lithography in the fit and form departments.  

ing 

als used in both Fused Deposition Modeling and Stereo‐

lithography 3D printing.  

g 

 

ng the way, providing the demanded levels of print quality and material 

properties. 

 

d 

nd at the end of the 

day, a better end‐product, more quickly delivered to market. 

 

 

 

 

Summary  

One of the biggest challenges of 3D 

printing today is how to achieve all‐

round high scores for fit, form and 

functional testing.   

As shown, only inkjet‐based 3D 

printing technology currently has the 

ability to produce the fine detail 

printing, ultra‐thin layers, smooth 

surfaces, high dimensional stability and clear transparency required for fit and 

In addition, Objet’s unique ability to print multiple materials, conveys a clear a

significant competitive lead over both Fused D

With a new range of high‐temperature and ABS‐like materials, Objet’s inkjet based 

3D printing technology now fills much of the remaining functional gap by provid

an ABS‐level standard of engineering plastics simulation for functional testing, 

comparable to the materi

The 3D world in the coming years will move to increasingly resemble the 2D printin

world. The next step in the evolution of 3D printing will see more and more rapid

prototyping tasks for form, fit and function testing performed at the design and 

engineering office and desktop levels. There again, inkjet‐based 3D printing led by 

Objet is pavi

With such a technology at their fingertips, product designers and engineers can now

make light work of prototyping cycles that used to take weeks or even months an

that fared poorly in real‐world representation. With inkjet‐based 3D printing the 

result is a more instructive and efficient prototyping process a

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

    9