CADモデリングと光学、機械、電気の統合技術の発展に伴い、ラピッドプロトタイピング技術のプロセス方法は急速に発展しました。ラピッドプロトタイピング技術には、光重合（SLA）、レイヤーオンレイヤー（LOM）、レーザー選択焼結（SLS）、熱溶解積層法（FDM）、マスク硬化（SGC）、3次元印刷（TDP）、粒子注入（BPM）など、10種類以上あります。
1. ステレオリソグラフィー（SLA）
この技術は、感光性樹脂を原料とし、コンピュータ制御の紫外線レーザーを使用して、所定の部品の各層部分の輪郭を軌跡として、点から線、そして面へと液状樹脂を点ごとにスキャンし、スキャンされた領域の樹脂の薄層が重合反応を起こし、部品の薄層部分を形成する。層が硬化すると、昇降テーブルが層の厚さだけ移動し、以前に硬化した樹脂の表面に新しい液状脂肪層を覆い、新しい層のスキャンと硬化を行う。新しく硬化した層は前の層にしっかりと結合し、部品のプロトタイプ全体が製造されるまでこれを繰り返す。その動作原理を図1に示します。SLAは、商用化された最初のRPM技術です。その特徴は、高精度、良好な表面品質、および原材料のほぼ100％の利用率です。特に複雑な形状や特に細かい外観の部品を製造できます。
2. 積層造形物製造（LOM）
積層造形物の製造工程は、片面にホットメルトを塗布した箔（コート紙、接着剤塗布紙、コーティングセラミック箔、金属箔など）をホットローラーで加熱接着する工程です。上部に設置されたレーザーは、CAD積層モデルから得たデータに基づいて、レーザー光線で箔を製造部品の内外輪郭にカットします。次に、その上に新たな箔を重ね、ホットプレス装置で下のカット層に接着し、レーザー光線で再度カットします。このように、カット、接着、カットを層ごとに繰り返し、部品モデル全体が完成します。
3. 選択的レーザー焼結（SLS）
レーザーをエネルギー源として、プラスチック、ワックス、セラミック、金属（または複合材）の粉末材料を赤外線レーザービームで加工面に均一に焼結します。コンピューターの制御下で、レーザービームは、層の2次元データに応じて一定の速度とエネルギー密度でスキャナーによってスキャンされます。レーザービームがスキャンする場所では、粉末は一定の厚さの固体層に焼結され、スキャンされていない領域はゆるい粉末状態のままです。作業台は、物体の断面の厚さに応じて上下します。粉末ローラーが再び粉末を平らにした後、新しい層のスキャンが始まります。このプロセスは、すべての層がスキャンされるまで繰り返されます。余分な粉末を取り除き、研削、乾燥などの処理を経て部品を得ます。
4. 熱溶解積層法（FDM）
CADモデルを極薄の層に分割して、FDMノズルの移動軌跡を制御する2次元幾何情報を生成します。FDM加熱ヘッドは、ホットメルト材料（ABS、ナイロン、ワックスなど）を臨界半流動状態まで加熱します。コンピュータ制御下で、ノズルヘッドはCADによって決定された2次元幾何情報の移動軌跡に沿って半流動材料を押し出し、部品の正確な薄層に堆積および固化し、新たに形成された層を垂直リフティングシステムを介して下げて固化します。このようにして、層が積み重ねられ、結合されて、下から上まで部品の3次元エンティティが形成されます。
上記の 4 つの RPM 方法はすべて、共通の幾何学的および物理的な基礎、つまり階層化製造原理を持っています。幾何学的な観点から見ると、複雑な 3 次元エンティティは、特定の方向に平行断面を持つ厚さ 8 の製造ユニットに切断でき、複数の層が得られます。これらの厚さ 8 のユニットを積み重ねて、元の 3 次元エンティティを形成できます。このようにして、3 次元の問題が 2 次元の問題に変換され、処理の難易度が軽減されるだけでなく、部品の複雑さによって制限されなくなります。RPM の全体的な目標は、CAD テクノロジのサポートにより、複雑な形状の部品の製造を迅速に完了することです。主な技術的特徴は、CAD ソフトウェアによって直接駆動され、さまざまな部品のツールと固定具を準備する必要がないこと、部品製造の全プロセスが迅速に完了すること、複雑な 3 次元形状によって制限されるプロセス方法の影響を受けないことです。
