การพิมพ์ 3 มิติหรือที่เรียกว่าการผลิตแบบเพิ่มเนื้อวัสดุคือการสร้างวัตถุสามมิติจาก แบบจำลอง CADหรือแบบจำลอง 3 มิติดิจิทัล^{[ 1 ] [ 2 ] [ 3 ]}สามารถทำได้ด้วยกระบวนการที่หลากหลาย โดยวัสดุจะถูกวาง เชื่อมต่อ หรือทำให้แข็งตัวภายใต้ การควบคุม ของคอมพิวเตอร์^{[ 4 ]}โดยวัสดุจะถูกเพิ่มเข้าด้วยกัน (เช่น พลาสติก ของเหลว หรือเม็ดผง) โดยทั่วไปจะทำทีละชั้น

ในช่วงทศวรรษ 1980 เทคนิคการพิมพ์ 3 มิติถือว่าเหมาะสมสำหรับการผลิตต้นแบบที่มีฟังก์ชันการใช้งานหรือความสวยงามเท่านั้น และคำที่เหมาะสมกว่าในเวลานั้นคือ การ สร้างต้นแบบอย่างรวดเร็ว^{[ 5 ]}ณ ปี 2019 ความแม่นยำ ความสามารถในการทำซ้ำ และช่วงวัสดุของการพิมพ์ 3 มิติได้เพิ่มขึ้นจนถึงจุดที่กระบวนการพิมพ์ 3 มิติบางอย่างถือว่าสามารถใช้งานได้จริงในฐานะเทคโนโลยีการผลิตเชิงอุตสาหกรรม ในบริบทนี้ คำว่าการผลิตแบบเพิ่มเนื้อวัสดุ (additive manufacturing)สามารถใช้เป็นคำพ้องความหมายกับการพิมพ์ 3 มิติได้^{[ 6 ]}ข้อได้เปรียบที่สำคัญอย่างหนึ่งของการพิมพ์ 3 มิติ^{[ 7 ]}คือความสามารถในการผลิตรูปทรงหรือรูปทรงเรขาคณิตที่ซับซ้อนมาก ซึ่งเป็นไปไม่ได้ที่จะสร้างด้วยมือ รวมถึงชิ้นส่วนกลวงหรือชิ้นส่วนที่มี โครงสร้าง โครงถัก ภายใน เพื่อลดน้ำหนักในขณะที่สร้างของเสียจากวัสดุน้อยลง การสร้าง แบบจำลองการสะสมแบบหลอมเหลว (FDM) ซึ่งใช้เส้นใยต่อเนื่องของ วัสดุ เทอร์โมพลาสติกเป็นกระบวนการพิมพ์ 3 มิติที่ใช้กันมากที่สุด ณ ปี 2020 ^{[ 8 ]}

คำว่าการผลิตแบบเพิ่มเนื้อวัสดุ (Additive Manufacturing หรือ AM)ได้รับความนิยมในช่วงทศวรรษ 2000 ^{[ 9 ]}โดยได้รับแรงบันดาลใจจากแนวคิดของการเพิ่มวัสดุเข้าด้วยกัน ( ในรูปแบบต่างๆ ) ในทางตรงกันข้าม คำว่าการผลิตแบบลดเนื้อวัสดุ (Subtractive Manufacturing ) ปรากฏขึ้นเป็นคำที่ใช้ในภายหลัง สำหรับกระบวนการ ขึ้นรูป โลหะ กลุ่มใหญ่ ที่มี การกำจัดวัสดุเป็นกระบวนการทั่วไป คำว่าการพิมพ์ 3 มิติยังคงหมายถึงเทคโนโลยีโพลีเมอร์ในความคิดของคนส่วนใหญ่ และคำว่าAMมีแนวโน้มที่จะถูกใช้ในบริบทของการผลิตชิ้นส่วนโลหะและการใช้งานขั้นสุดท้ายมากกว่าในกลุ่มผู้ที่ชื่นชอบโพลีเมอร์ อิงค์เจ็ท หรือสเตอริโอลิโทกราฟี

ในช่วงต้นทศวรรษ 2010 คำว่าการพิมพ์ 3 มิติและการผลิตแบบเพิ่มเนื้อวัสดุได้พัฒนาความหมายไปในทิศทางที่เป็นคำที่ใช้แทนกันได้สำหรับเทคโนโลยีการเพิ่มเนื้อวัสดุ โดยคำหนึ่งใช้ในภาษาที่ได้รับความนิยมโดยกลุ่มผู้บริโภคและสื่อต่างๆ ส่วนอีกคำหนึ่งใช้ในเชิงทางการมากขึ้นโดยผู้ผลิตชิ้นส่วนปลายทางในอุตสาหกรรม ผู้ผลิตเครื่องจักร และองค์กรมาตรฐานทางเทคนิคระดับโลก จนกระทั่งเมื่อไม่นานมานี้ คำว่าการพิมพ์ 3 มิติมีความเกี่ยวข้องกับเครื่องจักรที่มีราคาหรือความสามารถต่ำ^{[ 10 ]}การพิมพ์ 3 มิติและการผลิตแบบเพิ่มเนื้อวัสดุสะท้อนให้เห็นว่าเทคโนโลยีเหล่านี้มีแนวคิดร่วมกันคือการเพิ่มหรือเชื่อมต่อวัสดุทั่วทั้งพื้นที่ทำงาน 3 มิติภายใต้การควบคุมอัตโนมัติ ปีเตอร์ เซลินสกี บรรณาธิการบริหารของ นิตยสาร Additive Manufacturingชี้ให้เห็นในปี 2017 ว่าคำเหล่านี้ยังคงมีความหมายเหมือนกันในการใช้งานทั่วไป^{[ 11 ]}แต่ผู้เชี่ยวชาญในอุตสาหกรรมการผลิตบางคนกำลังพยายามสร้างความแตกต่างโดยการผลิตแบบเพิ่มเนื้อวัสดุประกอบด้วย การพิมพ์ 3 มิติบวก ^กับเทคโนโลยีอื่นๆ หรือแง่มุมอื่นๆ ของกระบวนการผลิต [ ^{11 ]}

คำอื่นๆ ที่ใช้เป็นคำพ้องความหมายหรือคำที่ครอบคลุมความหมายมากกว่าได้แก่การผลิตบนเดสก์ท็อปการผลิตอย่างรวดเร็ว (ซึ่งเป็นการพัฒนาต่อยอดจาก การสร้างต้นแบบอย่างรวดเร็วในระดับ การผลิต ) และการผลิตตามความต้องการ (ซึ่งคล้ายกับการพิมพ์ตามความต้องการในความหมายของการพิมพ์ 2 มิติ ) ข้อเท็จจริงที่ว่าการใช้คำคุณศัพท์ " รวดเร็ว"และ"ตามความต้องการ"กับคำนาม " การผลิต" เป็นเรื่องใหม่ในช่วงปี 2000 แสดงให้เห็นถึง แบบจำลองทางความคิดที่แพร่หลายมานานในยุคอุตสาหกรรมก่อนหน้านี้ ซึ่งการผลิตเกือบทั้งหมดเกี่ยวข้องกับระยะเวลารอคอยที่ ยาวนาน สำหรับการพัฒนาเครื่องมือที่ต้องใช้แรงงานมาก ปัจจุบัน คำว่า " การตัด เฉือน"ไม่ได้เข้ามาแทนที่คำว่า " การกลึง " แต่เป็นการเสริมกันเมื่อต้องการคำที่ครอบคลุมวิธีการกำจัดใดๆ เครื่องมือที่ คล่องตัวคือการใช้โมดูลาร์ในการออกแบบเครื่องมือที่ผลิตโดยวิธีการผลิตแบบเพิ่มเนื้อวัสดุหรือการพิมพ์ 3 มิติ เพื่อให้สามารถสร้างต้นแบบ ได้อย่างรวดเร็ว และตอบสนองต่อความต้องการด้านเครื่องมือและอุปกรณ์จับยึด การผลิตแม่พิมพ์แบบ Agile ใช้กระบวนการที่มีประสิทธิภาพด้านต้นทุนและคุณภาพสูง เพื่อตอบสนองความต้องการของลูกค้าและตลาดได้อย่างรวดเร็ว และสามารถนำไปใช้ใน กระบวนการ ขึ้นรูปด้วยแรงดันน้ำการปั๊มขึ้นรูปการฉีดขึ้นรูปและกระบวนการผลิตอื่นๆ ได้

แม้ว่าคำว่าการพิมพ์ 3 มิติและการผลิตแบบเพิ่มเนื้อวัสดุอาจดูเหมือนเป็นสิ่งเดียวกัน แต่องค์กรมาตรฐานบางแห่งก็แยกความแตกต่างระหว่างสองคำนี้ สถาบันมาตรฐานแห่งชาติอเมริกัน (ANSI) กล่าวว่ามาตรฐานสากล เช่น ISO/ASTM 52900 กำหนดให้การผลิตแบบเพิ่มเนื้อวัสดุเป็นกระบวนการสร้างชิ้นส่วนจากข้อมูลแบบจำลอง 3 มิติและเพิ่มวัสดุทีละชั้น ในขณะที่การพิมพ์ 3 มิติถูกอธิบายว่าเป็นการสร้างวัตถุโดยการวางวัสดุผ่านหัวพิมพ์หรืออุปกรณ์ประเภทหัวฉีดแบบต่างๆ^{[ 12 ]}ในสภาพแวดล้อมทางอุตสาหกรรมและทางเทคนิค การผลิตแบบเพิ่มเนื้อวัสดุมักเป็นคำที่นิยมใช้มากกว่า ในขณะที่การพิมพ์ 3 มิติถูกใช้โดยคนทั่วไปมากกว่า

แนวคิดทั่วไปและขั้นตอนที่จะใช้ในการพิมพ์ 3 มิติได้รับการอธิบายครั้งแรกโดยMurray Leinsterในเรื่องสั้น "Things Pass By" ในปี 1945 ว่า "แต่ผู้สร้างนี้มีประสิทธิภาพและยืดหยุ่น ฉันป้อนพลาสติกแมกเนตรอนิกส์ ซึ่งเป็นวัสดุที่ใช้ทำบ้านและเรือในปัจจุบัน เข้าไปในแขนที่เคลื่อนที่ได้นี้ มันสร้างภาพวาดในอากาศตามภาพวาดที่มันสแกนด้วยโฟโตเซลล์ แต่พลาสติกจะออกมาจากปลายแขนวาดภาพและแข็งตัวเมื่อออกมา ... ตามภาพวาดเท่านั้น" ^{[ 13 ]}

นอกจากนี้ เรย์มอนด์ เอฟ. โจนส์ยังได้กล่าวถึงปรากฏการณ์นี้ ในเรื่องสั้นของเขาเรื่อง "Tools of the Trade" ซึ่งตีพิมพ์ในนิตยสาร Astounding Science Fictionฉบับเดือนพฤศจิกายน ปี 1950 โดยเขาเรียกมันว่า "สเปรย์โมเลกุล" ในเรื่องนั้น

ในปี พ.ศ. 2514 โยฮันเนส เอฟ ก็อตต์วาลด์ ได้จดสิทธิบัตรเครื่องบันทึกโลหะเหลว สิทธิบัตรของสหรัฐอเมริกาหมายเลข 3596285A ^{[ 14 ]}ซึ่งเป็นอุปกรณ์วัสดุโลหะแบบอิงค์เจ็ทต่อเนื่องสำหรับสร้างชิ้นงานโลหะที่ถอดได้บนพื้นผิวที่นำกลับมาใช้ใหม่ได้เพื่อใช้งานทันทีหรือนำกลับมาใช้ใหม่เพื่อพิมพ์อีกครั้งโดยการหลอมใหม่ ดูเหมือนว่านี่จะเป็นสิทธิบัตรแรกที่อธิบายถึงการพิมพ์ 3 มิติด้วยการสร้างต้นแบบอย่างรวดเร็วและการผลิตรูปแบบตามความต้องการที่ควบคุมได้

สิทธิบัตรระบุว่า:

ในที่นี้ คำว่า "การพิมพ์" ไม่ได้หมายความในความหมายจำกัด แต่รวมถึงการเขียนหรือสัญลักษณ์อื่นๆ การสร้างตัวอักษรหรือลวดลายด้วยหมึก คำว่า "หมึก" ในที่นี้หมายความไม่เพียงแต่รวมถึงวัสดุที่มีสีย้อมหรือเม็ดสีเท่านั้น แต่ยังรวมถึงสารหรือองค์ประกอบที่ไหลได้ใดๆ ที่เหมาะสมสำหรับการใช้กับพื้นผิวเพื่อสร้างสัญลักษณ์ ตัวอักษร หรือลวดลายโดยการทำเครื่องหมาย หมึกที่ต้องการคือหมึกชนิดหลอมร้อน ในปัจจุบันยังไม่ทราบช่วงขององค์ประกอบหมึกที่มีจำหน่ายในเชิงพาณิชย์ที่สามารถตอบสนองความต้องการของสิ่งประดิษฐ์นี้ได้ อย่างไรก็ตาม การพิมพ์ที่น่าพอใจตามสิ่งประดิษฐ์นี้ได้สำเร็จแล้วโดยใช้โลหะผสมนำไฟฟ้าเป็นหมึก

แต่ในแง่ของความต้องการวัสดุสำหรับจอแสดงผลขนาดใหญ่และต่อเนื่องเช่นนี้ หากใช้ในอัตราที่ทราบกันดีอยู่แล้ว แต่เพิ่มขึ้นตามสัดส่วนของการเพิ่มขนาด ต้นทุนที่สูงมากจะจำกัดการใช้งานอย่างแพร่หลายของกระบวนการหรืออุปกรณ์ที่ตอบสนองวัตถุประสงค์ดังกล่าวข้างต้นอย่างรุนแรง

ดังนั้น วัตถุประสงค์เพิ่มเติมของสิ่งประดิษฐ์นี้คือการลดการใช้วัสดุในกระบวนการประเภทดังกล่าวให้น้อยที่สุด

วัตถุประสงค์อีกประการหนึ่งของสิ่งประดิษฐ์นี้คือ การนำวัสดุที่ใช้ในกระบวนการดังกล่าวกลับมาใช้ใหม่

ตามอีกแง่มุมหนึ่งของสิ่งประดิษฐ์นี้ ชุดอุปกรณ์สำหรับการเขียนและสิ่งอื่นๆ ประกอบด้วยตัวนำสำหรับแสดงรูปแบบข้อมูลอัจฉริยะ และอุปกรณ์สำหรับลบรูปแบบดังกล่าวออกจากตัวนำ

ในปี พ.ศ. 2517 David EH Jonesได้นำเสนอแนวคิดของการพิมพ์ 3 มิติในคอลัมน์ประจำของเขาชื่อ AriadneในวารสารNew Scientist ^{[ 15 ] [ 16 ]}

อุปกรณ์และวัสดุการผลิตแบบเพิ่มเนื้อวัสดุในยุคแรกได้รับการพัฒนาในช่วงทศวรรษ 1980 ^{[ 17 ]}

ในเดือนเมษายน พ.ศ. 2523 ฮิเดโอะ โคดามะ จากสถาบันวิจัยอุตสาหกรรมเทศบาลเมืองนาโกยา ได้คิดค้นวิธีการเพิ่มเนื้อวัสดุสองวิธีสำหรับการสร้างแบบจำลองพลาสติกสามมิติด้วยพอ ลิเมอร์เทอร์โมเซตที่ แข็งตัวด้วยแสง โดยพื้นที่ การฉายแสง UVจะถูกควบคุมโดยรูปแบบหน้ากากหรือตัวส่งสัญญาณไฟเบอร์แบบสแกน^{[ 18 ]}เขาได้ยื่นจดสิทธิบัตรสำหรับเครื่องพล็อตเตอร์ XYZ นี้ ซึ่งได้รับการตีพิมพ์เมื่อวันที่ 10 พฤศจิกายน พ.ศ. 2524 (JP S56-144478) ^{[ 19 ]}ผลการวิจัยของเขาในรูปแบบบทความวารสารได้รับการตีพิมพ์ในเดือนเมษายนและพฤศจิกายน พ.ศ. 2524 ^{[ 20 ] [ 21 ]}อย่างไรก็ตาม ไม่มีปฏิกิริยาใดๆ ต่อสิ่งพิมพ์ชุดของเขา อุปกรณ์ของเขาไม่ได้รับการประเมินอย่างสูงในห้องปฏิบัติการ และเจ้านายของเขาก็ไม่แสดงความสนใจใดๆ งบประมาณการวิจัยของเขามีเพียง 60,000 เยน หรือ 545 ดอลลาร์สหรัฐต่อปี การขอรับสิทธิบัตรสำหรับเครื่องพล็อตเตอร์ XYZ จึงถูกยกเลิก และโครงการก็ถูกยุติลง

สิทธิบัตรหมายเลข US 4323756 วิธีการผลิตชิ้นงานโดยการวางซ้อนแบบต่อเนื่องซึ่งได้รับอนุมัติเมื่อวันที่ 6 เมษายน 1982 ให้แก่บริษัท Raytheon Technologies Corp อธิบายถึงการใช้ "ชั้น" โลหะผงหลายร้อยหรือหลายพันชั้นและแหล่งพลังงานเลเซอร์ และถือเป็นเอกสารอ้างอิงแรกๆ เกี่ยวกับการสร้าง "ชั้น" และการผลิตชิ้นงานบนพื้นผิว

เมื่อวันที่ 2 กรกฎาคม พ.ศ. 2527 บิล มาสเตอร์ส ผู้ประกอบการชาวอเมริกัน ได้ยื่นจดสิทธิบัตรสำหรับกระบวนการและระบบการผลิตอัตโนมัติด้วยคอมพิวเตอร์ของเขา ( US 4665492 ) ^{[ 22 ]}การยื่นจดสิทธิบัตรนี้ได้รับการบันทึกไว้ที่USPTOว่าเป็นสิทธิบัตรการพิมพ์ 3 มิติฉบับแรกในประวัติศาสตร์ และเป็นสิทธิบัตรฉบับแรกจากสามฉบับที่เป็นของมาสเตอร์ส ซึ่งวางรากฐานสำหรับระบบการพิมพ์ 3 มิติที่ใช้ในปัจจุบัน^{[ 23 ] [ 24 ]}

เมื่อวันที่ 16 กรกฎาคม พ.ศ. 2527 Alain Le Méhauté , Olivier de Witte และ Jean Claude André ได้ยื่นจดสิทธิบัตรสำหรับกระบวนการสเตอริโอลิโทกราฟี^{[ 25 ]}การยื่นขอจดสิทธิบัตรของนักประดิษฐ์ชาวฝรั่งเศสถูกยกเลิกโดยบริษัท General Electric ของฝรั่งเศส (ปัจจุบันคือ Alcatel-Alsthom) และCILAS (The Laser Consortium) ^{[ 26 ]}เหตุผลที่อ้างคือ "ขาดมุมมองทางธุรกิจ" ^{[ 27 ]}

ในปี พ.ศ. 2526 โรเบิร์ต ฮาวาร์ด ได้ก่อตั้ง RH Research (ต่อมาเปลี่ยนชื่อเป็น Howtek, Inc. ในเดือนกุมภาพันธ์ พ.ศ. 2527) เพื่อพัฒนา Pixelmaster ซึ่งเป็นเครื่องพิมพ์อิงค์เจ็ทสี 2 มิติที่ใช้หมึกพลาสติกเทอร์โมพลาสติก (หลอมร้อน) ซึ่งวางจำหน่ายในเชิงพาณิชย์ในปี พ.ศ. 2529 ^{[ 28 ]}ทีมงานประกอบด้วยสมาชิก 6 คน^{[ 28 ]}จาก Exxon Office Systems, Danbury Systems Division, บริษัทสตาร์ทอัพเครื่องพิมพ์อิงค์เจ็ท และสมาชิกบางส่วนของกลุ่ม Howtek, Inc. ซึ่งกลายเป็นบุคคลที่มีชื่อเสียงในอุตสาหกรรมการพิมพ์ 3 มิติ หนึ่งในสมาชิกของ Howtek คือ ริชาร์ด เฮลินสกี ผู้รับผิดชอบสิทธิบัตร US5136515A ("วิธีการและเครื่องมือสำหรับการสร้างชิ้นงานสามมิติโดยการตกตะกอนของอนุภาค", ยื่นคำขอเมื่อวันที่ 7 พฤศจิกายน พ.ศ. 2532 และได้รับอนุมัติเมื่อวันที่ 4 สิงหาคม พ.ศ. 2535) เขาก่อตั้ง CAD-Cast, Inc. (ต่อมาเปลี่ยนชื่อเป็น Visual Impact Corporation (VIC) เมื่อวันที่ 22 สิงหาคม พ.ศ. 2534) ซึ่งเป็นบริษัทในรัฐนิวแฮมป์เชียร์ เครื่องพิมพ์ 3 มิติต้นแบบ VIC ​​ของบริษัท มีให้ชมพร้อมวิดีโอสาธิตการพิมพ์โมเดล 3 มิติด้วยหมึกอิงค์เจ็ทหัวฉีดเดี่ยว พนักงานอีกคนหนึ่งคือ Herbert Menhennett ได้ก่อตั้งบริษัท HM Research ในรัฐนิวแฮมป์เชียร์ในปี 1991 และได้แนะนำเทคโนโลยีหมึกอิงค์เจ็ทและวัสดุเทอร์โมพลาสติกของ Howtek, Inc ให้กับ Royden Sanders จาก SDI และ Bill Masters จาก Ballistic Particle Manufacturing (BPM) ซึ่งเขาทำงานอยู่หลายปี เครื่องพิมพ์ 3 มิติของ BPM และ SPI ต่างก็ใช้หมึกอิงค์เจ็ทและวัสดุแบบเดียวกับของ Howtek, Inc James K. McMahon ซึ่งได้รับการว่าจ้างจาก Howtek, Inc เพื่อช่วยพัฒนาหมึกอิงค์เจ็ท ต่อมาได้ทำงานที่ Sanders Prototype และปัจจุบันดำเนินงาน Layer Grown Model Technology ผู้ให้บริการด้าน 3 มิติที่เชี่ยวชาญด้านหมึกอิงค์เจ็ทหัวฉีดเดี่ยวของ Howtek และการสนับสนุนเครื่องพิมพ์ SDI แม็กมาฮอนทำงานร่วมกับสตีเวน โซลตัน ผู้คิดค้นเครื่องพิมพ์อิงค์เจ็ทแบบหยดตามต้องการในปี 1972 ที่เอ็กซอน และผู้ถือสิทธิบัตรในปี 1978 ที่ขยายความเข้าใจเกี่ยวกับการออกแบบเครื่องพิมพ์อิงค์เจ็ทแบบหัวฉีดเดี่ยว (Alpha jets) เพื่อช่วยพัฒนาเครื่องพิมพ์อิงค์เจ็ทแบบหลอมร้อนของ Howtek, Inc ให้สมบูรณ์แบบ เทคโนโลยีเทอร์โมพลาสติกแบบหลอมร้อนของ Howtek นี้เป็นที่นิยมในการหล่อโลหะ โดยเฉพาะในอุตสาหกรรมการพิมพ์เครื่องประดับ 3 มิติ^{[ 29 ]}รอยเดน แซนเดอร์ส ได้รับอนุญาตให้ใช้สิทธิบัตรของเฮลินสกี ก่อนที่จะผลิต Modelmaker 6 Pro ที่ Sanders prototype, Inc (SPI) ในปี 1993 ลูกค้ารายแรกของ Modelmaker 6Pro คือ Hitchner Corporations, Metal Casting Technology, Inc ในมิลฟอร์ด รัฐนิวแฮมป์เชียร์ ซึ่งอยู่ห่างจากโรงงาน SDI เพียงหนึ่งไมล์ ในช่วงปลายปี 1993–1995 ใช้ในการหล่อไม้กอล์ฟและชิ้นส่วนเครื่องยนต์รถยนต์

เมื่อวันที่ 8 สิงหาคม พ.ศ. 2527 สิทธิบัตร US4575330 ซึ่งมอบให้แก่ UVP, Inc. ต่อมาได้มอบให้แก่Chuck Hullแห่ง3D Systems Corporation ^{[ 30 ]}ได้ถูกยื่นจดสิทธิบัตรของเขาเองสำหรับ ระบบการผลิต แบบสเตอริโอลิโทก รา ฟี ซึ่งมีการเพิ่มแผ่นหรือชั้นแต่ละชั้นโดยการบ่มโฟโตพอลิเมอร์ด้วยรังสีตกกระทบ การระดมยิงอนุภาค ปฏิกิริยาเคมี หรือเพียงแค่เลเซอร์อัลตราไวโอเลต Hull ได้นิยามกระบวนการนี้ว่าเป็น "ระบบสำหรับการสร้างวัตถุสามมิติโดยการสร้างรูปแบบภาคตัดขวางของวัตถุที่จะขึ้นรูป" ^{[ 31 ] [ 32 ]}ผลงานของ Hull คือรูปแบบไฟล์ STL (Stereolithography)และกลยุทธ์การแบ่งส่วนและการเติมแบบดิจิทัลซึ่งเป็นเรื่องปกติในกระบวนการหลายอย่างในปัจจุบัน ในปี พ.ศ. 2529 Charles "Chuck" Hull ได้รับสิทธิบัตรสำหรับระบบนี้ และบริษัทของเขา 3D Systems Corporation ได้ก่อตั้งขึ้นและวางจำหน่ายเครื่องพิมพ์ 3 มิติเชิงพาณิชย์เครื่องแรก SLA-1 ^{[ 33 ]}ในช่วงปลายปี พ.ศ. 2530 หรือ พ.ศ. 2531

เทคโนโลยีที่ใช้โดยเครื่องพิมพ์ 3 มิติส่วนใหญ่ในปัจจุบัน โดยเฉพาะรุ่นสำหรับนักเล่นงานอดิเรกและผู้บริโภค คือการสร้างแบบจำลองการสะสมแบบหลอมเหลว ซึ่งเป็นการประยุกต์ใช้ การอัดขึ้นรูปพลาสติกแบบพิเศษพัฒนาขึ้นในปี 1988 โดยS. Scott Crumpและจำหน่ายเชิงพาณิชย์โดยบริษัทStratasys ของเขา ซึ่งวางจำหน่ายเครื่อง FDM เครื่องแรกในปี 1992 ^{[ 29 ]}

การเป็นเจ้าของเครื่องพิมพ์ 3 มิติในช่วงทศวรรษ 1980 มีค่าใช้จ่ายสูงถึง 300,000 ดอลลาร์ (เทียบเท่า 650,000 ดอลลาร์ในปี 2016) ^{[ 34 ]}

กระบวนการผลิตแบบเติมเนื้อวัสดุ (Additive Manufacturing: AM) สำหรับการเผาผนึกหรือหลอมโลหะ (เช่น การเผาผนึก ด้วยเลเซอร์แบบเลือกจุดการเผาผนึกโลหะโดยตรงด้วยเลเซอร์และการหลอมด้วยเลเซอร์แบบเลือกจุด) มักใช้ชื่อเฉพาะของตนเองในช่วงทศวรรษ 1980 และ 1990 ในขณะนั้น การทำงานโลหะทั้งหมดทำด้วยกระบวนการที่ปัจจุบันเรียกว่าแบบไม่เติมเนื้อวัสดุ ( การหล่อการผลิตการปั๊มและการกลึง ) แม้ว่าจะมีการนำ ระบบอัตโนมัติมาใช้กับเทคโนโลยีเหล่านั้นมากมาย (เช่น การเชื่อมด้วยหุ่นยนต์และ เครื่องจักร CNC ) แต่แนวคิดของเครื่องมือหรือหัวที่เคลื่อนที่ผ่านพื้นที่ทำงาน 3 มิติเพื่อเปลี่ยนมวลของวัตถุดิบให้เป็นรูปร่างที่ต้องการด้วยเส้นทางการเคลื่อนที่ของเครื่องมือ ในงานโลหะนั้นเกี่ยวข้องกับกระบวนการที่กำจัดโลหะออก (แทนที่จะเพิ่มโลหะเข้าไป) เช่นการกัด CNC การตัด เฉือนด้วยไฟฟ้า CNC และอื่นๆ อีกมากมาย อย่างไรก็ตาม เทคนิคอัตโนมัติที่เพิ่มโลหะเข้าไป ซึ่งต่อมาเรียกว่าการผลิตแบบเติมเนื้อวัสดุ เริ่มที่จะท้าทายข้อสมมติฐานนั้น ในช่วงกลางทศวรรษ 1990 เทคนิคใหม่สำหรับการตกตะกอนของวัสดุได้รับการพัฒนาขึ้นที่ มหาวิทยาลัย สแตนฟอร์ดและมหาวิทยาลัยคาร์เนกีเมลลอนรวมถึงการหล่อขนาดเล็ก^{[ 35 ]}และวัสดุที่ฉีดพ่น^{[ 36 ]}วัสดุที่ใช้แล้วทิ้งและวัสดุรองรับก็เป็นที่นิยมมากขึ้นเช่นกัน ทำให้สามารถสร้างรูปทรงเรขาคณิตของวัตถุใหม่ได้^{[ 37 ]}

เดิมที คำว่าการพิมพ์ 3 มิติหมายถึงกระบวนการพิมพ์แบบใช้ผงวัสดุ โดยใช้หัวพิมพ์อิงค์เจ็ท มาตรฐานและแบบกำหนดเอง ซึ่งพัฒนาขึ้นที่ MITโดย Emanuel Sachs ในปี 1993 และวางจำหน่ายในเชิงพาณิชย์โดย Soligen Technologies, Extrude Hone Corporation และZ Corporation

ในปี พ.ศ. 2536 บริษัทเครื่องพิมพ์อิงค์เจ็ท 3 มิติแห่งหนึ่งได้เริ่มต้นขึ้น โดยในตอนแรกมีชื่อว่า Sanders Prototype, Inc และต่อมาเปลี่ยนชื่อเป็นSolidscapeซึ่งได้นำเสนอระบบการผลิตด้วยเจ็ทโพลีเมอร์ที่มีความแม่นยำสูงพร้อมโครงสร้างรองรับที่ละลายได้ (จัดอยู่ในประเภทเทคนิค "จุดต่อจุด") ^{[ 29 ]}

ในปี 1995 สมาคมฟราวน์โฮเฟอร์ได้พัฒนา กระบวนการ หลอมด้วยเลเซอร์แบบเลือกเฉพาะจุด (Selective Laser Melting )

ในช่วงต้นทศวรรษ 2000 เครื่องพิมพ์ 3 มิติยังคงถูกใช้งานในอุตสาหกรรมการผลิตและการวิจัยเป็นส่วนใหญ่ เนื่องจากเทคโนโลยียังค่อนข้างใหม่และมีราคาแพงเกินกว่าที่ผู้บริโภคส่วนใหญ่จะสามารถหาซื้อได้ ทศวรรษ 2000 เป็นช่วงเวลาที่เริ่มมีการนำเทคโนโลยีนี้ไปใช้ในอุตสาหกรรมในวงกว้างมากขึ้น โดยส่วนใหญ่อยู่ในอุตสาหกรรมสถาปัตยกรรมและการแพทย์ แม้ว่าโดยทั่วไปแล้วจะใช้สำหรับการสร้างแบบจำลองและการทดสอบที่มีความแม่นยำต่ำ มากกว่าการผลิตสินค้าสำเร็จรูปทั่วไปหรือการสร้างต้นแบบขนาดใหญ่^{[ 38 ]}

ในปี พ.ศ. 2548 ผู้ใช้เริ่มออกแบบและเผยแพร่แผนสำหรับเครื่องพิมพ์ 3 มิติที่สามารถพิมพ์ชิ้นส่วนของตนเองได้ประมาณ 70% โดยแผนดั้งเดิมได้รับการออกแบบโดยAdrian Bowyerที่มหาวิทยาลัย Bath ในปี พ.ศ. 2547 โดยโครงการนี้มีชื่อว่าRepRap (Replicating Rapid-prototyper) ^{[ 39 ]}

ในทำนองเดียวกัน ในปี 2549 โครงการ Fab@Home เริ่มต้นโดย Evan Malone และHod Lipsonซึ่งเป็นอีกโครงการหนึ่งที่มีจุดประสงค์เพื่อออกแบบระบบการผลิตต้นทุนต่ำและโอเพนซอร์สที่ผู้ใช้สามารถพัฒนาด้วยตนเองและโพสต์ข้อเสนอแนะได้ ทำให้โครงการนี้เป็นการทำงานร่วมกันอย่างมาก^{[ 40 ]}

ซอฟต์แวร์สำหรับการพิมพ์ 3 มิติที่มีให้ใช้งานทั่วไปในขณะนั้นเป็นซอฟต์แวร์โอเพนซอร์สและด้วยเหตุนี้จึงถูกเผยแพร่และปรับปรุงอย่างรวดเร็วโดยผู้ใช้รายบุคคลจำนวนมาก ในปี 2552 สิทธิบัตรกระบวนการพิมพ์แบบ Fused Deposition Modeling (FDM) หมดอายุลง ซึ่งเปิดโอกาสให้เกิดบริษัทสตาร์ทอัพกลุ่มใหม่จำนวนมาก ซึ่งหลายบริษัทก่อตั้งโดยผู้มีส่วนร่วมหลักในโครงการโอเพนซอร์สเหล่านี้ โดยมีเป้าหมายเพื่อเริ่มพัฒนาเครื่องพิมพ์ 3 มิติ FDM เชิงพาณิชย์ที่เข้าถึงได้ง่ายขึ้นสำหรับประชาชนทั่วไป^{[ 41 ]}

เมื่อกระบวนการเพิ่มวัสดุต่างๆ พัฒนาขึ้น ก็เป็นที่ชัดเจนว่าในไม่ช้า การกำจัดโลหะจะไม่ใช่ กระบวนการ แปรรูปโลหะ เพียงอย่างเดียว ที่ทำผ่านเครื่องมือหรือหัวที่เคลื่อนที่ผ่านพื้นที่ทำงาน 3 มิติ โดยเปลี่ยนมวลของวัตถุดิบให้เป็นรูปทรงที่ต้องการทีละชั้น ทศวรรษ 2010 เป็นทศวรรษแรกที่ชิ้นส่วนโลหะสำหรับใช้งานขั้นสุดท้าย เช่น ตัวยึดเครื่องยนต์^{[ 42 ]}และน็อตขนาดใหญ่^{[ 43 ]}จะถูกผลิตขึ้น (ทั้งก่อนหรือแทนการกลึง) ในการผลิตตามสั่ง แทนที่จะ ต้องกลึงจากแท่ง หรือแผ่นโลหะ ถึงแม้ว่าการหล่อ การผลิต การปั๊ม และการกลึงจะยังคงแพร่หลายมากกว่าการผลิตแบบเพิ่มวัสดุในงานโลหะ แต่การผลิตแบบเพิ่มวัสดุกำลังเริ่มเข้ามามีบทบาทสำคัญ และด้วยข้อดีของการออกแบบเพื่อการผลิตแบบเพิ่มวัสดุวิศวกรก็เห็นได้ชัดว่าจะมีอะไรมากกว่านี้ตามมาอีกมาก

หนึ่งในด้านที่ AM กำลังก้าวหน้าอย่างมากคืออุตสาหกรรมการบิน ด้วยจำนวนผู้โดยสารทางอากาศเกือบ 3.8 พันล้านคนในปี 2016 ^{[ 44 ]}ความต้องการเครื่องยนต์เจ็ทที่ประหยัดเชื้อเพลิงและผลิตได้ง่ายจึงสูงขึ้นอย่างที่ไม่เคยมีมาก่อน สำหรับผู้ผลิตอุปกรณ์ดั้งเดิมรายใหญ่ (OEM) เช่น Pratt and Whitney (PW) และ General Electric (GE) นี่หมายถึงการมองหา AM เป็นวิธีลดต้นทุน ลดจำนวนชิ้นส่วนที่ไม่สอดคล้อง ลดน้ำหนักในเครื่องยนต์เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพการใช้เชื้อเพลิง และค้นหารูปทรงใหม่ที่ซับซ้อนสูงซึ่งไม่สามารถทำได้ด้วยวิธีการผลิตแบบเก่า ตัวอย่างหนึ่งของการบูรณาการ AM กับอุตสาหกรรมการบินและอวกาศคือในปี 2016 เมื่อ Airbus ส่งมอบ เครื่องยนต์ LEAP เครื่องแรกของ GE เครื่องยนต์นี้ได้รวมหัวฉีดเชื้อเพลิงที่พิมพ์ 3 มิติ ลดชิ้นส่วนจาก 20 เหลือ 1 ลดน้ำหนักลง 25% และลดเวลาในการประกอบ^{[ 45 ]}หัวฉีดเชื้อเพลิงเป็นช่องทางที่สมบูรณ์แบบสำหรับการผลิตแบบเพิ่มเนื้อวัสดุในเครื่องยนต์เจ็ท เนื่องจากช่วยให้สามารถออกแบบชิ้นส่วนภายในที่ซับซ้อนได้อย่างเหมาะสม และเป็นชิ้นส่วนที่ไม่หมุนและมีความเครียดต่ำ ในทำนองเดียวกัน ในปี 2558 PW ได้ส่งมอบชิ้นส่วน AM ชิ้นแรกให้กับ Bombardier สำหรับ PurePower PW1500G โดยยึดชิ้นส่วนที่ไม่หมุนและมีความเครียดต่ำ PW ได้เลือกสเตเตอร์คอมเพรสเซอร์และตัวยึดแหวนซิงโครไนซ์^{[ 46 ]}เพื่อนำเทคโนโลยีการผลิตใหม่นี้มาใช้เป็นครั้งแรก แม้ว่า AM ยังคงมีบทบาทเล็กน้อยในจำนวนชิ้นส่วนทั้งหมดในกระบวนการผลิตเครื่องยนต์เจ็ท แต่ผลตอบแทนจากการลงทุนสามารถเห็นได้แล้วจากการลดจำนวนชิ้นส่วน ความสามารถในการผลิตที่รวดเร็ว และ "การออกแบบที่เหมาะสมที่สุดในแง่ของประสิทธิภาพและต้นทุน" ^{[ 47 ]}

เมื่อเทคโนโลยีพัฒนาขึ้น ผู้เขียนหลายคนเริ่มคาดการณ์ว่าการพิมพ์ 3 มิติสามารถช่วยในการพัฒนาอย่างยั่งยืนในประเทศกำลังพัฒนาได้^{[ 48 ]}

ในปี 2012 Filabot ได้พัฒนาระบบเพื่อปิดวงจร^{[ 49 ]}ด้วยพลาสติกและอนุญาตให้เครื่องพิมพ์ 3 มิติ FDM หรือ FFF ใดๆ ก็ตามสามารถพิมพ์ด้วยพลาสติกได้หลากหลายมากขึ้น

ในปี 2014 Benjamin S. Cookและ Manos M. Tentzeris ได้สาธิตแพลตฟอร์มการผลิตแบบเติมแต่งอิเล็กทรอนิกส์แบบพิมพ์หลายวัสดุที่บูรณาการในแนวดิ่งเป็นครั้งแรก (VIPRE) ซึ่งทำให้สามารถพิมพ์อิเล็กทรอนิกส์ที่มีฟังก์ชันการทำงานแบบ 3 มิติได้ถึง 40 GHz ^{[ 50 ]}

เมื่อราคาเครื่องพิมพ์เริ่มลดลง ผู้ที่สนใจเทคโนโลยีนี้จึงมีโอกาสเข้าถึงและมีอิสระในการสร้างสิ่งที่พวกเขาต้องการมากขึ้น ณ ปี 2014 ราคาเครื่องพิมพ์เชิงพาณิชย์ยังคงสูง โดยมีราคาสูงกว่า 2,000 ดอลลาร์สหรัฐ^{[ 51 ]}

เดิมที คำว่า "การพิมพ์ 3 มิติ" หมายถึงกระบวนการที่ใช้หัวพิมพ์อิงค์เจ็ทในการวางวัสดุประสานลงบนผงวัสดุทีละชั้น แต่ในปัจจุบัน คำนี้เริ่มมีความหมายครอบคลุมเทคนิคการผลิตแบบเพิ่มเนื้อวัสดุ (additive manufacturing) ที่หลากหลายมากขึ้น เช่น การผลิตแบบเพิ่มเนื้อวัสดุด้วยลำแสงอิเล็กตรอน (electron-beam additive manufacturing) และการหลอมด้วยเลเซอร์แบบเลือกเฉพาะ (selective laser melting) มาตรฐานทางเทคนิคของสหรัฐอเมริกาและทั่วโลกใช้คำว่า " การผลิตแบบเพิ่มเนื้อวัสดุ" (additive manufacturing) อย่างเป็นทางการ สำหรับความหมายที่กว้างขึ้นนี้

กระบวนการพิมพ์ 3 มิติที่ใช้กันมากที่สุด (46% ณ ปี 2018) คือเทคนิคการอัดขึ้นรูปวัสดุที่เรียกว่าการสร้างแบบจำลองการสะสมแบบหลอมเหลวหรือ FDM ^{[ 8 ]}แม้ว่าเทคโนโลยี FDM จะถูกคิดค้นขึ้นหลังจากเทคโนโลยีที่ได้รับความนิยมมากที่สุดอีกสองเทคโนโลยี ได้แก่ สเตอริโอลิโทกราฟี (SLA) และการเผาผนึกด้วยเลเซอร์แบบเลือก (SLS) แต่โดยทั่วไปแล้ว FDM มีราคาถูกที่สุดในสามเทคโนโลยีนี้อย่างมาก ซึ่งส่งผลให้กระบวนการนี้ได้รับความนิยม

ณ ปี 2020 เครื่องพิมพ์ 3 มิติมีคุณภาพและราคาที่ทำให้คนส่วนใหญ่สามารถเข้าสู่โลกของการพิมพ์ 3 มิติได้ ในปี 2020 สามารถหาซื้อเครื่องพิมพ์คุณภาพดีได้ในราคาต่ำกว่า 200 ดอลลาร์สหรัฐสำหรับเครื่องระดับเริ่มต้น เครื่องพิมพ์ราคาประหยัดเหล่านี้มักจะเป็นเครื่องพิมพ์แบบ FDM ( Fused Deposition Modeling ) ^{[ 52 ]}

^{ในเดือนพฤศจิกายน 2021 ผู้ป่วยชาวอังกฤษชื่อ Steve Verze ได้รับดวงตาเทียมที่พิมพ์ด้วยเครื่องพิมพ์ 3 มิติแบบเต็มรูปแบบเป็น ครั้ง}แรกของโลกจากโรงพยาบาล Moorfields Eyeในลอนดอน [ ^{53 ] [ 54 ]}

ในเดือนเมษายน พ.ศ. 2567 เครื่องพิมพ์ 3 มิติที่ใหญ่ที่สุดในโลก Factory of the Future 1.0 ได้ถูกเปิดเผยที่มหาวิทยาลัยเมนเครื่องพิมพ์นี้สามารถสร้างวัตถุที่มีความยาว 96 ฟุต หรือ 29 เมตรได้^{[ 55 ]}

ในปี 2024 นักวิจัยใช้การเรียนรู้ของเครื่องจักรเพื่อปรับปรุงการสร้างกระดูกเทียม^{[ 56 ]}และสร้างสถิติใหม่สำหรับการดูดซับแรงกระแทก^{[ 57 ]}

ในเดือนกรกฎาคม พ.ศ. 2567 นักวิจัยได้ตีพิมพ์บทความในวารสารAdvanced Materials Technologies ซึ่งอธิบายถึงการพัฒนาหลอดเลือดเทียมโดยใช้เทคโนโลยีการพิมพ์ 3 มิติ ซึ่งมีความแข็งแรงและทนทานเทียบเท่ากับหลอดเลือดธรรมชาติ^{[ 58 ]}กระบวนการนี้เกี่ยวข้องกับการใช้แกนหมุนที่รวมอยู่ในเครื่องพิมพ์ 3 มิติเพื่อสร้างกราฟต์จากเจลที่มีน้ำเป็นส่วนประกอบ จากนั้นจึงเคลือบด้วยโมเลกุลโพลีเอสเตอร์ที่ย่อยสลายได้ทางชีวภาพ^{[ 58 ]}

ในเดือนตุลาคม พ.ศ. 2568 North Bristol NHS Trust รายงานว่านักปั่นจักรยานชาวอังกฤษชื่อ Dave Richards ได้รับ อวัยวะเทียมแบบพิมพ์ 3 มิติเต็มหน้าซึ่งสร้างขึ้นที่ศูนย์การแพทย์ 3 มิติบริสตอลที่เพิ่งเปิดใหม่ของ North Bristol NHS Trust โดยมี Amy Davey นักวิทยาศาสตร์อาวุโสผู้เชี่ยวชาญด้านการสร้างใหม่เป็นผู้ดูแล กระบวนการนี้ใช้การสแกนขั้นสูงและเรซินเกรดทางการแพทย์เพื่อจำลองลักษณะใบหน้าของเขาหลังจากถูกไฟไหม้อย่างรุนแรง นับเป็นก้าวสำคัญในการบูรณาการสิ่งอำนวยความสะดวกด้านการพิมพ์ 3 มิติทางการแพทย์ในสหราชอาณาจักร^{[ 59 ]}

การผลิตแบบเพิ่มเนื้อวัสดุหรือการพิมพ์ 3 มิติได้รับความสำคัญอย่างรวดเร็วในสาขาวิศวกรรมเนื่องจากมีประโยชน์มากมาย วิสัยทัศน์ของการพิมพ์ 3 มิติคืออิสรภาพในการออกแบบ การปรับแต่งเฉพาะบุคคล^{[ 60 ]}การกระจายอำนาจ^{[ 61 ]}และการดำเนินการกระบวนการที่ไม่สามารถทำได้ด้วยวิธีการอื่นมาก่อน^{[ 62 ]}ประโยชน์บางประการเหล่านี้ได้แก่ การช่วยให้การสร้างต้นแบบเร็วขึ้น ลดต้นทุนการผลิต เพิ่มการปรับแต่งผลิตภัณฑ์ และปรับปรุงคุณภาพผลิตภัณฑ์^{[ 63 ]}

นอกจากนี้ ความสามารถของการพิมพ์ 3 มิติยังขยายออกไปนอกเหนือจากการผลิตแบบดั้งเดิม เช่น การก่อสร้างที่มีน้ำหนักเบา^{[ 64 ]}หรือการซ่อมแซมและบำรุงรักษา^{[ 65 ]}โดยมีการประยุกต์ใช้ในด้านอวัยวะเทียม^{[ 66 ]}การพิมพ์ชีวภาพ^{[ 67 ]}อุตสาหกรรมอาหาร^{[ 68 ]}การสร้างจรวด^{[ 69 ]}การออกแบบและศิลปะ^{[ 70 ]}และระบบพลังงานหมุนเวียน^{[ 71 ]}เทคโนโลยีการพิมพ์ 3 มิติสามารถใช้ในการผลิตระบบจัดเก็บพลังงานแบตเตอรี่ ซึ่งจำเป็นสำหรับการผลิตและการกระจายพลังงานอย่างยั่งยืน

ประโยชน์อีกประการหนึ่งของการพิมพ์ 3 มิติคือความสามารถของเทคโนโลยีในการผลิตรูปทรงเรขาคณิตที่ซับซ้อนด้วยความแม่นยำและเที่ยงตรงสูง^{[ 72 ]}ซึ่งมีความเกี่ยวข้องอย่างยิ่งในสาขาวิศวกรรมไมโครเวฟ โดยการพิมพ์ 3 มิติสามารถใช้ในการผลิตชิ้นส่วนที่มีคุณสมบัติเฉพาะที่ยากต่อการบรรลุผลด้วยวิธีการผลิตแบบดั้งเดิม^{[ 73 ]}

กระบวนการผลิตแบบเพิ่มเนื้อวัสดุ (Additive Manufacturing) สร้างของเสียให้น้อยที่สุดโดยการเพิ่มวัสดุเฉพาะในส่วนที่จำเป็นเท่านั้น ซึ่งแตกต่างจากวิธีการแบบดั้งเดิมที่ตัดวัสดุส่วนเกินออก^{[ 74 ]}ซึ่งช่วยลดทั้งต้นทุนวัสดุและผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อม^{[ 75 ]}การลดของเสียนี้ยังช่วยลดการใช้พลังงานในการผลิตและการกำจัดวัสดุ ซึ่งส่งผลให้มีคาร์บอนฟุตพริ้นท์ น้อย ลง^{[ 76 ] [ 77 ]}

สามารถสร้างแบบจำลองที่พิมพ์ได้แบบ 3 มิติโดยใช้ โปรแกรม ออกแบบโดยใช้คอมพิวเตอร์ช่วย (CAD) ผ่านเครื่องสแกน 3 มิติหรือโดยใช้กล้องดิจิทัล ธรรมดา และซอฟต์แวร์โฟโตแกรมเมตรีแบบจำลองที่พิมพ์แบบ 3 มิติที่สร้างด้วย CAD จะมีข้อผิดพลาดน้อยกว่าวิธีการอื่นๆ ข้อผิดพลาดในแบบจำลองที่พิมพ์ได้แบบ 3 มิติสามารถระบุและแก้ไขได้ก่อนการพิมพ์^{[ 78 ]}กระบวนการสร้างแบบจำลองด้วยตนเองในการเตรียมข้อมูลทางเรขาคณิตสำหรับกราฟิกคอมพิวเตอร์ 3 มิติคล้ายกับศิลปะพลาสติก เช่น การแกะสลัก การสแกน 3 มิติเป็นกระบวนการรวบรวมข้อมูลดิจิทัลเกี่ยวกับรูปร่างและลักษณะของวัตถุจริง และสร้างแบบจำลองดิจิทัลโดยอิงจากข้อมูลนั้น

แบบจำลอง CAD สามารถบันทึกได้ในรูปแบบไฟล์ stereolithography (STL)ซึ่งเป็นรูปแบบไฟล์ CAD มาตรฐานสำหรับการผลิตแบบเพิ่มเนื้อวัสดุที่จัดเก็บข้อมูลโดยอิงจากการสร้างสามเหลี่ยมบนพื้นผิวของแบบจำลอง CAD STL ไม่ได้ถูกออกแบบมาสำหรับการผลิตแบบเพิ่มเนื้อวัสดุโดยเฉพาะ เนื่องจากสร้างไฟล์ขนาดใหญ่ของชิ้นส่วนที่ปรับให้เหมาะสมกับโครงสร้างและโครงสร้างตาข่ายเนื่องจากมีจำนวนพื้นผิวจำนวนมาก รูปแบบไฟล์ CAD ที่ใหม่กว่าคือรูปแบบไฟล์การผลิตแบบเพิ่มเนื้อวัสดุ (AMF)ได้รับการแนะนำในปี 2011 เพื่อแก้ปัญหานี้ โดยจัดเก็บข้อมูลโดยใช้การสร้างสามเหลี่ยมแบบโค้ง^{[ 79 ]}

ก่อนพิมพ์โมเดล 3 มิติจาก ไฟล์ STLจะต้องตรวจสอบหาข้อผิดพลาดก่อน แอปพลิเคชัน CAD ส่วนใหญ่ สร้างข้อผิดพลาดในไฟล์ STL เอาต์พุต^{[ 80 ] [ 81 ]}ในรูปแบบต่อไปนี้:

• รู
• ใบหน้าปกติ
• จุดตัดตัวเอง
• เปลือกกันเสียง
• ข้อผิดพลาดหลายรายการ^{[ 82 ]}
• ปัญหาการยื่น^{[ 83 ]}

ขั้นตอนในการสร้าง STL ที่เรียกว่า "การซ่อมแซม" จะแก้ไขปัญหาดังกล่าวในแบบจำลองดั้งเดิม^{[ 84 ] [ 85 ]}โดยทั่วไปแล้ว STL ที่สร้างขึ้นจากแบบจำลองที่ได้จากการสแกน 3 มิติมักจะมีข้อผิดพลาดเหล่านี้มากกว่า^{[ 86 ]}เนื่องจากการสแกน 3 มิติ มักจะทำได้โดยการได้มา/การแมปแบบจุดต่อจุดการสร้างใหม่แบบ 3 มิติมักจะมีข้อผิดพลาด^{[ 87 ]}

เมื่อสร้างไฟล์ STL เสร็จแล้ว จะต้องประมวลผลด้วยซอฟต์แวร์ที่เรียกว่า " สไลเซอร์ " ซึ่งจะแปลงโมเดลเป็นชั้นบางๆ หลายชั้น และสร้าง ไฟล์ G-codeที่มีคำสั่งที่ปรับแต่งให้เหมาะกับเครื่องพิมพ์ 3 มิติประเภทใดประเภทหนึ่งโดยเฉพาะ ตัวอย่างเช่นเครื่องพิมพ์ FDMใช้รูปแบบไฟล์ FDM [ ^{88 ] จาก}นั้นไฟล์ G-code นี้สามารถพิมพ์ได้ด้วยซอฟต์แวร์ไคลเอ็นต์การพิมพ์ 3 มิติ (ซึ่งจะโหลด G-code และใช้เพื่อสั่งการเครื่องพิมพ์ 3 มิติในระหว่างกระบวนการพิมพ์ 3 มิติ)

ความละเอียดของเครื่องพิมพ์อธิบายความหนาของชั้นและความละเอียด X–Y ในหน่วยจุดต่อนิ้ว (dpi) หรือไมโครเมตร (μm) ความหนาของชั้นโดยทั่วไปอยู่ที่ประมาณ 100 μm (250  DPI ) แม้ว่าบางเครื่องจะสามารถพิมพ์ชั้นได้บางถึง 16 μm (1,600 DPI) ^{[ 89 ]}ความละเอียด X–Y เทียบได้กับเครื่องพิมพ์เลเซอร์อนุภาค (จุด 3 มิติ) มีเส้นผ่านศูนย์กลางประมาณ 0.01 ถึง 0.1 μm (2,540,000 ถึง 250,000 DPI) ^{[ 90 ]}สำหรับความละเอียดของเครื่องพิมพ์นั้น การระบุความละเอียดของตาข่ายที่0.01–0.03 มม.และความยาวคอร์ด≤ 0.016 มม.จะสร้างไฟล์เอาต์พุต STL ที่เหมาะสมที่สุดสำหรับไฟล์อินพุตโมเดลที่กำหนด^{[ 91 ]}การระบุความละเอียดที่สูงขึ้นจะส่งผลให้ไฟล์มีขนาดใหญ่ขึ้นโดยไม่เพิ่มคุณภาพการพิมพ์

การสร้างแบบจำลองด้วยวิธีการแบบดั้งเดิมอาจใช้เวลาตั้งแต่หลายชั่วโมงไปจนถึงหลายวัน ขึ้นอยู่กับวิธีการที่ใช้ ขนาด และความซับซ้อนของแบบจำลอง ระบบการพิมพ์ 3 มิติสามารถลดเวลาดังกล่าวเหลือเพียงไม่กี่ชั่วโมงได้ อย่างไรก็ตาม เวลาที่ใช้จะแตกต่างกันไปอย่างมาก ขึ้นอยู่กับประเภทของเครื่องจักรที่ใช้ ขนาด และจำนวนของแบบจำลองที่ผลิตพร้อมกัน

แม้ว่าความละเอียดและพื้นผิวที่ได้จากเครื่องพิมพ์จะเพียงพอสำหรับการใช้งานบางอย่าง แต่กระบวนการหลังการพิมพ์และการตกแต่งขั้นสุดท้ายจะช่วยให้ได้ประโยชน์เพิ่มเติม เช่น ความแม่นยำของขนาดที่มากขึ้น พื้นผิวที่เรียบเนียนขึ้น และการปรับเปลี่ยนอื่นๆ เช่น การปรับสี

พื้นผิวของชิ้นส่วนที่พิมพ์ 3 มิติสามารถปรับปรุงได้โดยใช้วิธีการลบ เช่น การขัดและการพ่นลูกปัด เมื่อทำการปรับพื้นผิวชิ้นส่วนที่ต้องการความแม่นยำของมิติ สิ่งสำคัญคือต้องคำนึงถึงปริมาณของวัสดุที่ถูกกำจัดออกไป^{[ 92 ]}

พอลิเมอร์ที่พิมพ์ได้บางชนิด เช่นอะคริโลไนไตรล์บิวทาไดอีนสไตรีน (ABS) ช่วยให้พื้นผิวเรียบเนียนและปรับปรุงได้โดยใช้กระบวนการไอระเหยทางเคมี^{[ 93 ]}โดยใช้แอซิโตนหรือตัวทำละลายที่คล้ายกัน

เทคนิคการผลิตแบบเพิ่มเนื้อวัสดุบางอย่างสามารถได้รับประโยชน์จากการอบอ่อนเป็นขั้นตอนหลังการประมวลผล การอบอ่อนชิ้นส่วนที่พิมพ์ 3 มิติช่วยให้การยึดเกาะของชั้นภายในดีขึ้นเนื่องจากการตกผลึกใหม่ของชิ้นส่วน ส่งผลให้คุณสมบัติทางกลเพิ่มขึ้น ซึ่งบางส่วนได้แก่ความทนทานต่อการแตกหัก^{[ 94 ]}ความแข็งแรงดัดงอ^{[ 95 ]}ความต้านทานแรงกระแทก [ 96 ^{] และ}ความต้านทานความร้อน^{[ 96 ] การอบอ่อนชิ้นส่วนอาจไม่เหมาะสมสำหรับการใช้ งาน}ที่ต้องการความแม่นยำของมิติ เนื่องจากอาจทำให้เกิดการบิดเบี้ยวหรือการหดตัวเนื่องจากการให้ความร้อนและการทำให้เย็นลง^{[ 97 ]}ชิ้นส่วนที่ผลิตด้วยวิธีการเพิ่มเนื้อวัสดุบางชิ้น โดยเฉพาะชิ้นส่วนที่มีความสำคัญต่อภารกิจจะได้รับการประมวลผลเพิ่มเติมด้วยการอัดไอโซสแตติกแบบร้อนเพื่อปรับปรุงความหนาแน่นและกำหนดโครงสร้างจุลภาคเพื่อให้ได้ประสิทธิภาพทางกลที่ต้องการของชิ้นส่วนที่พิมพ์^{[ 98 ] [ 99 ]}

การผลิตแบบไฮบริดเพิ่มหรือลดวัสดุ (ASHM) เป็นวิธีการที่เกี่ยวข้องกับการผลิตชิ้นส่วนที่พิมพ์ 3 มิติและใช้การกลึง (การผลิตแบบลดวัสดุ) เพื่อกำจัดวัสดุ^{[ 100 ]}การดำเนินการกลึงสามารถทำได้หลังจากแต่ละชั้น หรือหลังจากการพิมพ์ 3 มิติทั้งหมดเสร็จสมบูรณ์แล้ว ขึ้นอยู่กับข้อกำหนดของแอปพลิเคชัน วิธีการไฮบริดเหล่านี้ช่วยให้ชิ้นส่วนที่พิมพ์ 3 มิติมีพื้นผิวที่เรียบเนียนและความแม่นยำของมิติที่ดีขึ้น^{[ 101 ]}

โครงสร้างแบบชั้นของกระบวนการผลิตแบบเพิ่มเนื้อวัสดุแบบดั้งเดิมส่งผลให้เกิดเอฟเฟกต์แบบขั้นบันไดบนพื้นผิวชิ้นส่วนที่โค้งหรือเอียงเมื่อเทียบกับแท่นสร้าง เอฟเฟกต์นี้ขึ้นอยู่กับความสูงของชั้นที่ใช้เป็นอย่างมาก รวมถึงการวางแนวของพื้นผิวชิ้นส่วนภายในกระบวนการสร้างด้วย^{[ 102 ]}เอฟเฟกต์นี้สามารถลดลงได้โดยใช้ "ความสูงของชั้นที่แปรผันได้" หรือ "ความสูงของชั้นที่ปรับได้" วิธีการเหล่านี้จะลดความสูงของชั้นในบริเวณที่ต้องการคุณภาพสูงขึ้น^{[ 103 ]}

การทาสีชิ้นส่วนที่พิมพ์ด้วยเครื่องพิมพ์ 3 มิติช่วยให้ได้พื้นผิวและรูปลักษณ์ที่หลากหลายซึ่งอาจไม่สามารถทำได้ด้วยเทคนิคการพิมพ์ 3 มิติส่วนใหญ่ กระบวนการนี้โดยทั่วไปประกอบด้วยหลายขั้นตอน เช่น การเตรียมพื้นผิวการลงสีรองพื้นและการทาสี^{[ 104 ]}ขั้นตอนเหล่านี้ช่วยเตรียมพื้นผิวของชิ้นส่วนและทำให้มั่นใจได้ว่าสีจะยึดเกาะได้อย่างเหมาะสม

เทคนิคการผลิตแบบเพิ่มเนื้อวัสดุบางอย่างสามารถใช้วัสดุหลายชนิดพร้อมกันได้ เทคนิคเหล่านี้สามารถพิมพ์ด้วยสีและสีผสมหลายสีพร้อมกัน และสามารถผลิตชิ้นส่วนที่ไม่จำเป็นต้องทาสีได้

เทคนิคการพิมพ์บางอย่างจำเป็นต้องมีโครงสร้างรองรับภายในเพื่อรองรับส่วนที่ยื่นออกมาในระหว่างการพิมพ์ โครงสร้างรองรับเหล่านี้จะต้องถูกกำจัดออกด้วยวิธีการทางกล หรือละลายทิ้งหากใช้วัสดุรองรับที่ละลายน้ำได้ เช่นPVAหลังจากพิมพ์เสร็จแล้ว

^{เครื่องพิมพ์โลหะ 3 มิติ เชิง}พาณิชย์บางรุ่นเกี่ยวข้องกับการตัดชิ้นส่วนโลหะออกจากพื้นผิวโลหะหลังจากวางวัสดุแล้ว กระบวนการใหม่สำหรับ การพิมพ์ 3 มิติ GMAWช่วยให้สามารถปรับเปลี่ยนพื้นผิวของวัสดุเพื่อกำจัดอะลูมิเนียม^{[ 105 ]}หรือเหล็ก [ ^{106 ]}

ตามธรรมเนียมแล้ว การพิมพ์ 3 มิติเน้นที่โพลิเมอร์สำหรับการพิมพ์ เนื่องจากโพลิเมอร์ผลิตและจัดการได้ง่าย อย่างไรก็ตาม วิธีการนี้ได้พัฒนาอย่างรวดเร็วไม่เพียงแต่พิมพ์โพลิเมอร์ต่างๆ^{[ 108 ]}แต่ยังรวมถึงโลหะ^{[ 109 ] [ 110 ]}ช็อกโกแลต^{[ 111 ]}และเซรามิก [ ^{112 ] ทำให้}การพิมพ์ 3 มิติเป็นตัวเลือกที่หลากหลายสำหรับการผลิต การสร้างแบบจำลองทางกายภาพสามมิติแบบทีละชั้นเป็นแนวคิดสมัยใหม่ที่ "มาจากอุตสาหกรรม CAD ที่เติบโตอย่างต่อเนื่อง โดยเฉพาะอย่างยิ่งด้านการสร้างแบบจำลองของแข็งของ CAD ก่อนที่จะมีการนำการสร้างแบบจำลองของแข็งมาใช้ในช่วงปลายทศวรรษ 1980 แบบจำลองสามมิติถูกสร้างขึ้นด้วยโครงร่างและพื้นผิวแบบเส้นลวด" ^{[ 113 ]}แต่ในทุกกรณี ชั้นของวัสดุจะถูกควบคุมโดยเครื่องพิมพ์และคุณสมบัติของวัสดุ ชั้นวัสดุสามมิติถูกควบคุมโดยอัตราการสะสมตามที่ผู้ใช้งานเครื่องพิมพ์กำหนดและจัดเก็บไว้ในไฟล์คอมพิวเตอร์ วัสดุที่พิมพ์ได้จดสิทธิบัตรชิ้นแรกคือหมึกชนิดหลอมร้อนสำหรับการพิมพ์ลวดลายโดยใช้โลหะผสมที่ให้ความร้อน

ชาร์ลส์ ฮัลล์ ยื่นจดสิทธิบัตรฉบับแรกเมื่อวันที่ 8 สิงหาคม 1984 สำหรับการใช้เรซินอะคริลิกที่บ่มด้วยรังสียูวี โดยใช้แหล่งกำเนิดแสงยูวีแบบมีหน้ากากที่ UVP Corp เพื่อสร้างแบบจำลองอย่างง่าย เครื่องพิมพ์ SLA-1 เป็นผลิตภัณฑ์ SL รุ่นแรกที่ 3D Systems ประกาศในงาน Autofact Exposition ที่ดีทรอยต์ ในเดือนพฤศจิกายน 1978 เครื่องพิมพ์ SLA-1 รุ่นเบต้าจัดส่งในเดือนมกราคม 1988 ให้กับ Baxter Healthcare, Pratt and Whitney, General Motors และ AMP เครื่องพิมพ์ SLA-1 รุ่นผลิตจริงเครื่องแรกจัดส่งให้กับ Precision Castparts ในเดือนเมษายน 1988 วัสดุเรซินยูวีเปลี่ยนไปใช้เรซินอีพ็อกซี่อย่างรวดเร็ว ในทั้งสองกรณี แบบจำลอง SLA-1 จำเป็นต้องบ่มด้วยเตาอบยูวีหลังจากล้างด้วยน้ำยาทำความสะอาดเพื่อกำจัดเรซินที่ไม่แข็งตัวบริเวณขอบ อุปกรณ์บ่มหลังการพิมพ์ (PCA) จำหน่ายพร้อมกับระบบทั้งหมด เครื่องพิมพ์เรซินรุ่นแรกๆ จำเป็นต้องใช้ใบมีดเพื่อเคลื่อนย้ายเรซินใหม่ไปบนแบบจำลองในแต่ละชั้น ความหนาของชั้นคือ 0.006 นิ้ว และเลเซอร์ HeCd รุ่น SLA-1 มีกำลัง 12 วัตต์ และกวาดไปทั่วพื้นผิวด้วยความเร็ว 30 นิ้วต่อวินาที UVP ถูกซื้อกิจการโดย 3D Systems ในเดือนมกราคม พ.ศ. 2533 ^{[ 114 ]}

จากการตรวจสอบประวัติพบว่า ในช่วงทศวรรษ 1980 มีการใช้วัสดุหลายชนิด (เรซิน ผงพลาสติก เส้นใยพลาสติก และหมึกพลาสติกร้อนละลาย) ในการจดสิทธิบัตรด้านการสร้างต้นแบบอย่างรวดเร็ว นอกจากนี้ Itzchak Pomerantz จาก Cubital ยังได้แนะนำเรซินที่บ่มด้วยรังสียูวีโดยใช้หลอดไฟแบบมีหน้ากากในเครื่อง Soldier 5600 รวมถึงผงเทอร์โมพลาสติกที่เผาผนึกด้วยเลเซอร์ของ Carl Deckard (DTM) และกระดาษตัดด้วยเลเซอร์แบบมีกาว (LOM) ที่ซ้อนกันเพื่อสร้างวัตถุโดย Michael Feygin ก่อนที่ 3D Systems จะประกาศผลิตภัณฑ์แรกออกมา Scott Crump ยังทำงานเกี่ยวกับการสร้างแบบจำลองเส้นใยพลาสติก "หลอมเหลว" (FDM) และการวางหยดซึ่งจดสิทธิบัตรโดย William E Masters หนึ่งสัปดาห์หลังจากสิทธิบัตรของ Hull ในปี 1984 แต่เขาต้องค้นพบเครื่องพิมพ์อิงค์เจ็ทเทอร์โมพลาสติก ซึ่งเปิดตัวโดยเครื่องพิมพ์ 3 มิติ Visual Impact Corporation ในปี 1992 โดยใช้อิงค์เจ็ทจาก Howtek, Inc. ก่อนที่เขาจะก่อตั้ง BPM เพื่อออกผลิตภัณฑ์เครื่องพิมพ์ 3 มิติของตนเองในปี 1994 ^{[ 114 ]}

โพลิเมอร์ที่นิยมใช้มากที่สุดสำหรับเครื่องพิมพ์ 3 มิติส่วนบุคคล ได้แก่กรด โพลีแลคติก (PLA) และPETG

ความพยายามในการพิมพ์ 3 มิติแบบหลายวัสดุมีตั้งแต่กระบวนการที่คล้ายกับ FDM ที่ได้รับการปรับปรุง เช่น VoxelJet ไปจนถึงเทคโนโลยีการพิมพ์แบบใหม่ที่ใช้โวเซล เช่น การประกอบแบบเลเยอร์^{[ 115 ]}

ข้อเสียของเทคโนโลยีการพิมพ์ 3 มิติที่มีอยู่หลายอย่างคือ อนุญาตให้พิมพ์ได้เพียงวัสดุเดียวในแต่ละครั้ง ซึ่งจำกัดการใช้งานที่มีศักยภาพหลายอย่างที่ต้องการการผสมผสานวัสดุที่แตกต่างกันในวัตถุเดียวกัน การพิมพ์ 3 มิติแบบหลายวัสดุช่วยแก้ปัญหานี้ได้โดยอนุญาตให้ผลิตวัตถุที่มีการจัดเรียงวัสดุที่ซับซ้อนและแตกต่างกันโดยใช้เครื่องพิมพ์เพียงเครื่องเดียว ในที่นี้ จะต้องระบุวัสดุสำหรับแต่ละโวลเซล (หรือองค์ประกอบพิกเซลการพิมพ์ 3 มิติ) ภายในปริมาตรของวัตถุสุดท้าย

อย่างไรก็ตาม กระบวนการนี้อาจเต็มไปด้วยความซับซ้อนเนื่องจากอัลกอริทึมที่แยกส่วนและเป็นแบบโมโนลิธิก อุปกรณ์เชิงพาณิชย์บางอย่างพยายามแก้ไขปัญหาเหล่านี้ เช่น การสร้างตัวแปล Spec2Fab แต่ความคืบหน้ายังคงมีจำกัดมาก^{[ 116 ]}ถึงกระนั้น ในอุตสาหกรรมการแพทย์ ได้มีการนำเสนอแนวคิดเกี่ยวกับยาเม็ดและวัคซีนที่พิมพ์ด้วยเครื่องพิมพ์ 3 มิติ^{[ 117 ]} ด้วยแนวคิดใหม่นี้ สามารถรวมยาหลายชนิดเข้าด้วยกันได้ ซึ่งคาดว่าจะช่วยลดความเสี่ยงหลายประการ ด้วยการประยุกต์ใช้การพิมพ์ 3 มิติแบบหลายวัสดุที่เพิ่มมากขึ้นเรื่อยๆ ต้นทุนในชีวิตประจำวันและการพัฒนาเทคโนโลยีขั้นสูงจะลดลงอย่างหลีกเลี่ยงไม่ได้

วัสดุโลหะวิทยาสำหรับการพิมพ์ 3 มิติก็กำลังอยู่ระหว่างการวิจัยเช่นกัน^{[ 118 ]}ด้วยการจำแนกวัสดุแต่ละชนิด CIMP-3D สามารถดำเนินการพิมพ์ 3 มิติด้วยวัสดุหลายชนิดได้อย่างเป็นระบบ^{[ 119 ]}

การใช้การพิมพ์ 3 มิติและโครงสร้างหลายวัสดุในการผลิตแบบเพิ่มเนื้อวัสดุทำให้สามารถออกแบบและสร้างสิ่งที่เรียกว่าการพิมพ์ 4 มิติได้ การพิมพ์ 4 มิติเป็นกระบวนการผลิตแบบเพิ่มเนื้อวัสดุที่วัตถุที่พิมพ์เปลี่ยนรูปร่างไปตามเวลา อุณหภูมิ หรือการกระตุ้นประเภทอื่น การพิมพ์ 4 มิติช่วยให้สามารถสร้างโครงสร้างแบบไดนามิกที่มีรูปร่าง คุณสมบัติ หรือฟังก์ชันการทำงานที่ปรับได้ วัสดุอัจฉริยะ/ตอบสนองต่อสิ่งกระตุ้นที่สร้างขึ้นโดยใช้การพิมพ์ 4 มิติสามารถเปิดใช้งานเพื่อสร้างการตอบสนองที่คำนวณได้ เช่น การประกอบตัวเอง การซ่อมแซมตัวเอง การทำงานหลายฟังก์ชัน การกำหนดค่าใหม่ และการเปลี่ยนรูปร่าง ซึ่งทำให้สามารถพิมพ์วัสดุที่เปลี่ยนรูปร่างและจดจำรูปร่างได้ตามต้องการ^{[ 120 ]}

การพิมพ์ 4 มิติมีศักยภาพที่จะค้นหาการใช้งานและประโยชน์ใหม่ๆ สำหรับวัสดุ (พลาสติก วัสดุผสม โลหะ ฯลฯ) และมีศักยภาพในการสร้างโลหะผสมและวัสดุผสมใหม่ๆ ที่ไม่เคยมีมาก่อน ความหลากหลายของเทคโนโลยีและวัสดุเหล่านี้สามารถนำไปสู่ความก้าวหน้าในหลายสาขาอุตสาหกรรม รวมถึงอวกาศ การค้า และการแพทย์ ความสามารถในการทำซ้ำ ความแม่นยำ และช่วงของวัสดุสำหรับการพิมพ์ 4 มิติจะต้องเพิ่มขึ้น เพื่อให้กระบวนการนี้ใช้งานได้จริงมากขึ้นในอุตสาหกรรมเหล่านี้ 

เพื่อให้การพิมพ์ 4 มิติกลายเป็นทางเลือกการผลิตทางอุตสาหกรรมที่ใช้งานได้จริง จำเป็นต้องเอาชนะความท้าทายบางประการ ความท้าทายของการพิมพ์ 4 มิติ ได้แก่ ความจริงที่ว่าโครงสร้างจุลภาคของวัสดุอัจฉริยะที่พิมพ์เหล่านี้จะต้องใกล้เคียงหรือดีกว่าชิ้นส่วนที่ได้จากกระบวนการกลึงแบบดั้งเดิม จำเป็นต้องมีการพัฒนาวัสดุใหม่ที่สามารถปรับแต่งได้ ซึ่งมีความสามารถในการตอบสนองต่อสิ่งเร้าภายนอกที่แตกต่างกันอย่างสม่ำเสมอและเปลี่ยนแปลงไปตามรูปร่างที่ต้องการ นอกจากนี้ยังจำเป็นต้องออกแบบซอฟต์แวร์ใหม่สำหรับเทคนิคการพิมพ์ 4 มิติประเภทต่างๆ ซอฟต์แวร์การพิมพ์ 4 มิติจะต้องคำนึงถึงวัสดุอัจฉริยะพื้นฐาน เทคนิคการพิมพ์ และข้อกำหนดเชิงโครงสร้างและเรขาคณิตของการออกแบบ^{[ 121 ]}

ในการผลิตวัตถุสามมิติด้วยวิธีการผลิตแบบเพิ่มเนื้อวัสดุ (Additive Manufacturing ) นั้น มีการใช้ กระบวนการอุปกรณ์และวัสดุที่หลากหลาย

เทคนิคต่างๆ ได้แก่ การพ่นไอการอัดรีดการตกตะกอนแบบกวนเสียดทาน เพิ่มเติม การหลอมผง การพ่น สารยึดเกาะ สเตอริโอลิโท กราฟี ลิโท ก ราฟีแกนคำนวณ ทาง เลือกของเหลว การเคลือบการตกตะกอนพลังงานโดยตรงการตกตะกอนผงแบบเลือก และการผลิตด้วยความเย็นจัด

การพิมพ์ 3 มิติ หรือการผลิตแบบเพิ่มเนื้อวัสดุ ได้ถูกนำมาใช้ในภาคการผลิต การแพทย์ อุตสาหกรรม และสังคมวัฒนธรรม (เช่น มรดกทางวัฒนธรรม) เพื่อสร้างเทคโนโลยีเชิงพาณิชย์ที่ประสบความสำเร็จ^{[ 122 ]}เมื่อไม่นานมานี้ การพิมพ์ 3 มิติ ยังถูกนำมาใช้ในภาคมนุษยธรรมและการพัฒนา เพื่อผลิตสิ่งของทางการแพทย์ อุปกรณ์เทียม ชิ้นส่วนอะไหล่ และการซ่อมแซมต่างๆ^{[ 123 ]}การประยุกต์ใช้การผลิตแบบเพิ่มเนื้อวัสดุในยุคแรกเริ่มนั้น อยู่ในส่วนปลายของกระบวนการผลิต ตัวอย่างเช่น การสร้าง ต้นแบบอย่างรวดเร็ว (rapid prototyping)เป็นหนึ่งในรูปแบบการผลิตแบบเพิ่มเนื้อวัสดุในยุคแรกๆ โดยมีภารกิจในการลดระยะเวลานำและต้นทุนในการพัฒนาต้นแบบของชิ้นส่วนและอุปกรณ์ใหม่ๆ ซึ่งก่อนหน้านี้ทำได้เฉพาะด้วยวิธีการผลิตแบบลดเนื้อวัสดุ เช่น การกัด CNC การกลึง และการเจียรละเอียด^{[ 124 ]}ในช่วงทศวรรษ 2010 การผลิตแบบเพิ่มเนื้อวัสดุได้เข้าสู่กระบวนการผลิตในวงกว้างมากขึ้น

การผลิตอาหารแบบเพิ่มเนื้อวัสดุกำลังได้รับการพัฒนาโดยการบีบอาหารออกมาทีละชั้นจนกลายเป็นวัตถุสามมิติ อาหารหลากหลายชนิดเหมาะสมที่จะนำมาใช้ เช่น ช็อกโกแลตและลูกอม รวมถึงอาหารแผ่นเรียบ เช่น แครกเกอร์ พาสต้า^{[ 125 ]}และพิซซ่า^{[ 126 ] [ 127 ]} NASAกำลังศึกษาเทคโนโลยีนี้เพื่อสร้างอาหารที่พิมพ์แบบ 3 มิติ เพื่อลดขยะอาหารและผลิตอาหารที่ออกแบบมาให้เหมาะสมกับความต้องการทางโภชนาการของนักบินอวกาศ^{[ 128 ]}ในปี 2018 วิศวกรชีวภาพชาวอิตาลีGiuseppe Sciontiได้พัฒนาเทคโนโลยีที่ช่วยให้สามารถผลิตผลิตภัณฑ์เลียนแบบเนื้อสัตว์จากพืชที่มีเส้นใยโดยใช้เครื่องพิมพ์ชีวภาพ 3 มิติแบบ กำหนดเอง ซึ่งเลียนแบบเนื้อสัมผัสและคุณค่าทางโภชนาการของเนื้อสัตว์^{[ 129 ] [ 130 ]}

การพิมพ์ 3 มิติได้เข้ามาสู่โลกของเสื้อผ้าแล้ว โดยนักออกแบบแฟชั่นได้ทดลองใช้การพิมพ์ 3 มิติกับชุดบิกินี่ รองเท้า และชุดเดรส^{[ 131 ]}ในการผลิตเชิงพาณิชย์Nikeใช้การพิมพ์ 3 มิติในการสร้างต้นแบบและผลิตรองเท้าฟุตบอล Vapor Laser Talon ปี 2012 สำหรับผู้เล่นอเมริกันฟุตบอล และNew Balanceได้ผลิตรองเท้าแบบสั่งทำพิเศษสำหรับนักกีฬาโดยใช้การพิมพ์ 3 มิติ^{[ 131 ] [ 132 ]}การพิมพ์ 3 มิติได้พัฒนามาถึงจุดที่บริษัทต่างๆ สามารถพิมพ์แว่นตาสำหรับผู้บริโภคได้ โดยสามารถปรับแต่งรูปทรงและสไตล์ได้ตามต้องการ (แม้ว่าจะไม่สามารถพิมพ์เลนส์ได้ก็ตาม) การปรับแต่งแว่นตาตามความต้องการนั้นเป็นไปได้ด้วยการสร้างต้นแบบอย่างรวดเร็ว^{[ 133 ]}กลยุทธ์การออกแบบเกราะสามารถปรับปรุงได้โดยการนำแรงบันดาลใจจากธรรมชาติและสร้างต้นแบบการออกแบบเหล่านั้นโดยใช้ AM ^{[ 134 ]}

ในรถยนต์ รถบรรทุก และเครื่องบิน การผลิตแบบเพิ่มเนื้อวัสดุเริ่มเปลี่ยนโฉมทั้งการออกแบบและการผลิตตัวถังและลำ ตัวเครื่องบิน รวมถึงการออกแบบและการผลิต ระบบขับเคลื่อนตัวอย่างเช่นGeneral Electricใช้เครื่องพิมพ์ 3 มิติระดับไฮเอนด์ในการสร้างชิ้นส่วนสำหรับกังหัน[ ^{135 ] ระบบ}เหล่านี้จำนวนมากใช้สำหรับการสร้างต้นแบบอย่างรวดเร็วก่อนที่จะใช้วิธีการผลิตจำนวนมาก ตัวอย่างที่โดดเด่นอื่นๆ ได้แก่:

• ในช่วงต้นปี 2014 Koenigseggผู้ผลิตรถสปอร์ต สัญชาติสวีเดน ได้ประกาศเปิดตัว One:1 ซึ่งเป็นรถสปอร์ตที่ใช้ชิ้นส่วนจำนวนมากที่ผลิตด้วยการพิมพ์ 3 มิติ^{[ 136 ]} Urbeeเป็นรถยนต์คันแรกที่ผลิตโดยใช้การพิมพ์ 3 มิติ (ตัวถังและกระจกรถถูก "พิมพ์" ออกมา) ^{[ 137 ] [ 138 ] [ 139 ]}
• ในปี 2557 Local Motorsได้เปิดตัว Strati ซึ่งเป็นยานพาหนะที่ใช้งานได้จริงซึ่งพิมพ์ด้วยเครื่องพิมพ์ 3 มิติทั้งหมดโดยใช้พลาสติก ABS และคาร์บอนไฟเบอร์ ยกเว้นระบบขับเคลื่อน^{[ 140 ]}
• ในเดือนพฤษภาคม พ.ศ. 2558 แอร์บัสประกาศว่าเครื่องบินแอร์บัส A350 XWB รุ่นใหม่ ประกอบด้วยชิ้นส่วนมากกว่า 1,000 ชิ้นที่ผลิตด้วยเทคโนโลยีการพิมพ์ 3 มิติ^{[ 141 ]}
• ในปี 2015 เครื่องบินขับไล่ Eurofighter Typhoon ของกองทัพอากาศอังกฤษ ได้บินโดยใช้ชิ้นส่วนที่พิมพ์ด้วย เครื่องพิมพ์ 3 มิติ กองทัพอากาศสหรัฐฯได้เริ่มใช้งานเครื่องพิมพ์ 3 มิติ และกองทัพอากาศอิสราเอลก็ได้ซื้อเครื่องพิมพ์ 3 มิติเพื่อพิมพ์ชิ้นส่วนอะไหล่เช่นกัน^{[ 142 ]}
• ในปี 2017 GE Aviationเปิดเผยว่าได้ใช้การออกแบบสำหรับการผลิตแบบเพิ่มเนื้อวัสดุเพื่อสร้างเครื่องยนต์เฮลิคอปเตอร์ที่มี 16 ชิ้นส่วนแทนที่จะเป็น 900 ชิ้นส่วน ซึ่งมีศักยภาพที่จะส่งผลกระทบอย่างมากต่อการลดความซับซ้อนของ ห่วง โซ่อุปทาน^{[ 143 ]}

ผลกระทบของ AM ต่ออาวุธปืนนั้นเกี่ยวข้องกับสองมิติ ได้แก่ วิธีการผลิตใหม่สำหรับบริษัทที่มีอยู่แล้ว และความเป็นไปได้ใหม่สำหรับการสร้าง อาวุธปืน แบบทำเอง ในปี 2555 กลุ่ม Defense Distributedซึ่งตั้งอยู่ในสหรัฐอเมริกาได้เปิดเผยแผนการออกแบบอาวุธปืนที่พิมพ์ด้วยพลาสติก 3 มิติ ที่ใช้งานได้จริง "ซึ่งสามารถดาวน์โหลดและผลิตซ้ำได้โดยทุกคนที่มีเครื่องพิมพ์ 3 มิติ" ^{[ 144 ] [ 145 ]}หลังจากที่ Defense Distributed เผยแพร่แผนการของพวกเขา คำถามต่างๆ ก็เกิดขึ้นเกี่ยวกับผลกระทบที่การพิมพ์ 3 มิติและการใช้เครื่องจักรCNC ในระดับผู้บริโภคอย่างแพร่หลาย ^{[ 146 ] [ 147 ]}อาจมีต่อประสิทธิภาพของการควบคุมอาวุธปืน^{[ 148 ] [ 149 ] [ 150 ] [ 151 ]}

การใช้การพิมพ์ 3 มิติในการผ่าตัดเริ่มขึ้นในช่วงกลางทศวรรษ 1990 โดยใช้แบบจำลองทางกายวิภาคสำหรับการวางแผนการผ่าตัดสร้างกระดูกใหม่ การปลูกถ่ายที่เข้ากับผู้ป่วยแต่ละรายเป็นส่วนขยายตามธรรมชาติของงานนี้ นำไปสู่การสร้างอุปกรณ์ปลูกถ่ายเฉพาะบุคคลที่เข้ากับแต่ละบุคคลได้อย่างแท้จริง^{[ 152 ]}การวางแผนการผ่าตัดเสมือนจริงและการนำทางโดยใช้อุปกรณ์เฉพาะบุคคลที่พิมพ์ด้วย 3 มิติ ได้ถูกนำไปใช้ในหลายด้านของการผ่าตัด รวมถึงการเปลี่ยนข้อต่อทั้งหมดและการสร้างกระดูกขากรรไกรและใบหน้าใหม่ด้วยความสำเร็จอย่างมาก^{[ 153 ] [ 154 ]}ตัวอย่างหนึ่งคือเฝือกหลอดลมที่ย่อยสลายได้ทางชีวภาพเพื่อรักษาทารกแรกเกิดที่มีภาวะหลอดลมตีบ^{[ 155 ]}ซึ่งพัฒนาขึ้นที่มหาวิทยาลัยมิชิแกน การใช้การผลิตแบบเพิ่มเนื้อวัสดุสำหรับการผลิตอุปกรณ์ปลูกถ่ายกระดูก (โลหะ) จำนวนมากก็เพิ่มขึ้นเช่นกัน เนื่องจากความสามารถในการสร้างโครงสร้างพื้นผิวที่มีรูพรุนได้อย่างมีประสิทธิภาพ ซึ่งช่วยอำนวยความสะดวกในการรวมตัวของกระดูก อุตสาหกรรมเครื่องช่วยฟังและทันตกรรมคาดว่าจะเป็นพื้นที่ที่ใหญ่ที่สุดของการพัฒนาในอนาคตโดยใช้เทคโนโลยีการพิมพ์ 3 มิติแบบกำหนดเอง^{[ 156 ]}

การพิมพ์ 3 มิติไม่ได้จำกัดอยู่แค่กับวัสดุอนินทรีย์เท่านั้น การพิมพ์ 3 มิติได้นำไปสู่ความก้าวหน้าทางการแพทย์ชีวภาพหลายประการ ตั้งแต่ปี 2012 บริษัทเทคโนโลยี ชีวภาพ และสถาบันการศึกษา ได้ศึกษาเทคโนโลยีการพิมพ์ชีวภาพ 3 มิติ เพื่อความเป็นไปได้ในการนำไปใช้ในด้านวิศวกรรมเนื้อเยื่อ โดยการสร้างอวัยวะและส่วนต่างๆ ของร่างกายโดยใช้ เทคนิค การพิมพ์อิงค์เจ็ทในกระบวนการนี้ ชั้นของเซลล์ที่มีชีวิตจะถูกวางลงบนตัวกลางที่เป็นเจลหรือเมทริกซ์น้ำตาล และค่อยๆ สร้างขึ้นเป็นโครงสร้างสามมิติ รวมถึงระบบหลอดเลือด^{[ 157 ]}การพิมพ์ 3 มิติได้รับการพิจารณาว่าเป็นวิธีการปลูกถ่ายสเต็มเซลล์ที่สามารถสร้างเนื้อเยื่อและอวัยวะใหม่ในมนุษย์ที่มีชีวิตได้^{[ 158 ]}ในปี 2018 เทคโนโลยีการพิมพ์ 3 มิติถูกนำมาใช้เป็นครั้งแรกเพื่อสร้างเมทริกซ์สำหรับการตรึงเซลล์ในกระบวนการหมัก การผลิตกรดโพรพิโอนิกโดยPropionibacterium acidipropioniciที่ตรึงอยู่บนลูกปัดไนลอนที่พิมพ์ด้วยเครื่องพิมพ์ 3 มิติถูกเลือกเป็นแบบจำลองในการศึกษา พบว่าลูกปัดที่พิมพ์ด้วยเครื่องพิมพ์ 3 มิติเหล่านั้นสามารถส่งเสริมการยึดเกาะของเซลล์ที่มีความหนาแน่นสูงและการผลิตกรดโพรพิโอนิก ซึ่งสามารถนำไปปรับใช้กับกระบวนการหมักทางชีวภาพอื่นๆ ได้^{[ 159 ]}

นักวิจัยในสาขาเภสัชกรรมยังได้นำการพิมพ์ 3 มิติมาใช้ด้วย ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา ความสนใจทางวิชาการเกี่ยวกับการส่งมอบยาโดยใช้เทคนิค AM เพิ่มขึ้นอย่างมาก เทคโนโลยีนี้เสนอวิธีการที่ไม่เหมือนใครในการใช้วัสดุในสูตรใหม่^{[ 160 ]}การผลิตแบบ AM ช่วยให้สามารถใช้วัสดุและสารประกอบในการพัฒนาสูตรในรูปแบบที่ไม่สามารถทำได้ด้วยเทคนิคแบบดั้งเดิมในสาขาเภสัชกรรม เช่น การอัดเม็ด การหล่อขึ้นรูป เป็นต้น ยิ่งไปกว่านั้น หนึ่งในข้อได้เปรียบที่สำคัญของการพิมพ์ 3 มิติ โดยเฉพาะอย่างยิ่งในกรณีของการสร้างแบบจำลองการสะสมแบบหลอมเหลว (FDM) คือการปรับแต่งรูปแบบยาให้เหมาะสมกับความต้องการเฉพาะของผู้ป่วย^{[ 161 ]}ในอนาคตอันใกล้ คาดว่าเครื่องพิมพ์ 3 มิติจะเข้าถึงโรงพยาบาลและร้านขายยา เพื่อให้สามารถผลิตสูตรเฉพาะบุคคลตามความต้องการของผู้ป่วยได้^{[ 162 ]}

การพิมพ์ 3 มิติยังถูกนำมาใช้กับอุปกรณ์ทางการแพทย์ด้วย ในช่วงการระบาดของโควิด-19เครื่องพิมพ์ 3 มิติถูกนำมาใช้เพื่อเสริมปริมาณ อุปกรณ์ป้องกันส่วนบุคคล ( PPE ) ที่ขาดแคลน โดยอาสาสมัครใช้เครื่องพิมพ์ส่วนตัวของตนเองผลิตอุปกรณ์ป้องกันส่วนบุคคลหลายชิ้น (เช่น โครงสำหรับหน้ากากป้องกันใบหน้า)

การพิมพ์ 3 มิติ และโดยเฉพาะอย่างยิ่งเครื่องพิมพ์ 3 มิติแบบโอเพนซอร์ส เป็นเทคโนโลยีล่าสุดที่กำลังเข้ามามีบทบาทในห้องเรียน^{[ 163 ] [ 164 ] [ 165 ]} การศึกษาระดับอุดมศึกษาพิสูจน์แล้วว่าเป็นผู้ซื้อรายใหญ่ของเครื่องพิมพ์ 3 มิติแบบตั้งโต๊ะและแบบมืออาชีพ ซึ่งผู้เชี่ยวชาญในอุตสาหกรรมโดยทั่วไปมองว่าเป็นตัวบ่งชี้เชิงบวก^{[ 166 ]}ผู้เขียนบางคนอ้างว่าเครื่องพิมพ์ 3 มิติได้นำเสนอ "การปฏิวัติ" ที่ไม่เคยมีมาก่อนในการศึกษาSTEM ^{[ 167 ] [ 168 ]}หลักฐานสำหรับการอ้างดังกล่าวมาจากทั้งความสามารถในการสร้างต้นแบบอย่างรวดเร็วในห้องเรียนโดยนักเรียนด้วยต้นทุนต่ำ และการผลิตอุปกรณ์วิทยาศาสตร์คุณภาพสูงต้นทุนต่ำจากการออกแบบฮาร์ดแวร์แบบเปิดที่ ก่อให้เกิด ห้องปฏิบัติการแบบโอเพนซอร์ส^{[ 169 ]}นอกจากนี้ ห้องสมุดทั่วโลกยังได้กลายเป็นสถานที่จัดเก็บเครื่องพิมพ์ 3 มิติขนาดเล็กเพื่อการศึกษาและการเข้าถึงของชุมชน^{[ 170 ]}การใช้งานในอนาคตสำหรับการพิมพ์ 3 มิติอาจรวมถึงการสร้างอุปกรณ์วิทยาศาสตร์แบบโอเพนซอร์ส^{[ 169 ] [ 171 ]}

ในช่วงทศวรรษ 2010 การพิมพ์ 3 มิติถูกนำมาใช้อย่างแพร่หลายใน ด้าน มรดกทางวัฒนธรรมเพื่อการอนุรักษ์ บูรณะ และเผยแพร่^{[ 172 ]}พิพิธภัณฑ์หลายแห่งในยุโรปและอเมริกาเหนือได้ซื้อเครื่องพิมพ์ 3 มิติและสร้างชิ้นส่วนที่หายไปของโบราณวัตถุขึ้นใหม่^{[ 173 ]}และอนุสรณ์สถานทางโบราณคดี เช่นTiwanakuในโบลิเวีย [ ^{174 ]}พิพิธภัณฑ์ศิลปะเมโทรโพลิแทนและพิพิธภัณฑ์บริติชได้เริ่มใช้เครื่องพิมพ์ 3 มิติเพื่อสร้างของที่ระลึกของพิพิธภัณฑ์ซึ่งมีจำหน่ายในร้านค้าของพิพิธภัณฑ์^{[ 175 ] พิพิธภัณฑ์} อื่นๆ เช่น พิพิธภัณฑ์ประวัติศาสตร์การทหารแห่งชาติและพิพิธภัณฑ์ประวัติศาสตร์วาร์นา ได้ก้าวไปอีกขั้นและจำหน่าย แบบจำลองดิจิทัลของโบราณวัตถุที่สร้างขึ้นโดยใช้ เครื่องสแกน 3 มิติ Artecผ่านแพลตฟอร์มออนไลน์Threedingในรูปแบบไฟล์ที่เหมาะสำหรับการพิมพ์ 3 มิติ ซึ่งทุกคนสามารถพิมพ์ 3 มิติได้ที่บ้าน^{[ 176 ]} Morehshin Allahyariศิลปินชาวอเมริกันเชื้อสายอิหร่าน ถือว่าการใช้กระบวนการปั้นแบบ 3 มิติในการสร้างสมบัติทางวัฒนธรรมของอิหร่านขึ้นใหม่เป็นการเคลื่อนไหวเพื่อสิทธิสตรี Allahyari ใช้ซอฟต์แวร์สร้างแบบจำลอง 3 มิติเพื่อสร้างสิ่งประดิษฐ์ทางวัฒนธรรมชุดหนึ่งขึ้นใหม่ ซึ่งถูกทำลายโดยกลุ่มติดอาวุธ ISIS ในปี 2014 ^{[ 177 ]}

การประยุกต์ใช้การพิมพ์ 3 มิติสำหรับการแสดงผลสินทรัพย์ทางสถาปัตยกรรมนั้นมีความท้าทายหลายประการ ในปี 2018 โครงสร้างของธนาคารแห่งชาติอิหร่านได้รับการสำรวจและสร้างแบบจำลองในซอฟต์แวร์กราฟิกคอมพิวเตอร์ (โดยเฉพาะCinema4D ) และได้รับการปรับให้เหมาะสมสำหรับการพิมพ์ 3 มิติ ทีมงานได้ทดสอบเทคนิคสำหรับการสร้างชิ้นส่วนและประสบความสำเร็จ หลังจากทดสอบขั้นตอนแล้ว นักสร้างแบบจำลองได้สร้างโครงสร้างขึ้นใหม่ใน Cinema4D และส่งออกส่วนหน้าของแบบจำลองไปยังNetfabbทางเข้าของอาคารถูกเลือกเนื่องจากข้อจำกัดของการพิมพ์ 3 มิติและงบประมาณของโครงการสำหรับการผลิตแบบจำลอง การพิมพ์ 3 มิติเป็นเพียงความสามารถอย่างหนึ่งที่เปิดใช้งานโดยแบบจำลอง 3 มิติของธนาคารที่ผลิตขึ้น แต่เนื่องจากขอบเขตที่จำกัดของโครงการ ทีมงานจึงไม่ได้สร้างแบบจำลองต่อสำหรับการแสดงผลเสมือนจริงหรือแอปพลิเคชันอื่น ๆ^{[ 178 ]}ในปี 2021 Parsinejad และคณะได้เปรียบเทียบวิธีการสำรวจด้วยมือสำหรับการสร้างแบบจำลอง 3 มิติที่พร้อมสำหรับการพิมพ์ 3 มิติกับการบันทึกแบบดิจิทัล (การนำวิธีการโฟโตแกรมเมตรีมาใช้) อย่างครอบคลุม^{[ 178 ]}

สะพานเหล็กพิมพ์ 3 มิติแห่งแรกของโลกเปิดตัวในอัมสเตอร์ดัมในเดือนกรกฎาคม 2021 สะพานนี้มีความยาว 12 เมตร ทอดข้าม คลอง Oudezijds Achterburgwalสร้างขึ้นโดยใช้แขนหุ่นยนต์ที่พิมพ์เหล็กกล้าไร้สนิมกว่า 4,500 กิโลกรัม ใช้เวลาสร้าง 6 เดือน^{[ 179 ]}

แอคทูเอเตอร์แบบอ่อนนุ่มที่พิมพ์ด้วยเครื่องพิมพ์ 3 มิติเป็นการประยุกต์ใช้เทคโนโลยีการพิมพ์ 3 มิติที่กำลังเติบโตและได้รับความนิยมมากขึ้น แอคทูเอเตอร์แบบอ่อนนุ่มเหล่านี้กำลังได้รับการพัฒนาเพื่อใช้กับโครงสร้างและอวัยวะที่อ่อนนุ่ม โดยเฉพาะอย่างยิ่งในภาคส่วนชีวการแพทย์ และในกรณีที่การปฏิสัมพันธ์ระหว่างมนุษย์และหุ่นยนต์เป็นสิ่งที่หลีกเลี่ยงไม่ได้ แอคทูเอเตอร์แบบอ่อนนุ่มที่มีอยู่ส่วนใหญ่ผลิตด้วยวิธีการแบบดั้งเดิม ซึ่งต้องใช้การผลิตด้วยมือ การประมวลผล/การประกอบหลังการผลิต และการปรับปรุงแก้ไขที่ยาวนานจนกว่าจะได้ผลิตภัณฑ์ที่สมบูรณ์ แทนที่จะใช้กระบวนการผลิตแบบเดิมที่ยุ่งยากและใช้เวลานาน นักวิจัยกำลังสำรวจวิธีการผลิตที่เหมาะสมสำหรับการผลิตแอคทูเอเตอร์แบบอ่อนนุ่มอย่างมีประสิทธิภาพ ดังนั้น แอคทูเอเตอร์แบบอ่อนนุ่มที่พิมพ์ด้วยเครื่องพิมพ์ 3 มิติ จึงถูกนำมาใช้เพื่อปฏิวัติการออกแบบและการผลิตแอคทูเอเตอร์แบบอ่อนนุ่มที่มีคุณสมบัติทางเรขาคณิต ฟังก์ชัน และการควบคุมที่กำหนดเองได้ในวิธีที่รวดเร็วและประหยัดกว่า นอกจากนี้ยังช่วยให้สามารถรวมส่วนประกอบของแอคทูเอเตอร์ทั้งหมดเข้าไว้ในโครงสร้างเดียว ทำให้ไม่จำเป็นต้องใช้ข้อต่อ ภายนอก กาวและตัวยึดอีก ต่อ ไป

การผลิตแผงวงจรประกอบด้วยหลายขั้นตอน ได้แก่ การสร้างภาพ การเจาะ การชุบ การเคลือบหน้ากากบัดกรี การพิมพ์ชื่อ และการตกแต่งพื้นผิว ขั้นตอนเหล่านี้เกี่ยวข้องกับสารเคมีหลายชนิด เช่น ตัวทำละลายและกรดที่มีฤทธิ์กัดกร่อน การพิมพ์แผงวงจรแบบ 3 มิติช่วยลดความจำเป็นในหลายขั้นตอนเหล่านี้ ในขณะที่ยังคงสามารถผลิตงานออกแบบที่ซับซ้อนได้^{[ 180 ]}หมึกโพลีเมอร์ถูกใช้เพื่อสร้างชั้นต่างๆ ของโครงสร้าง ในขณะที่โพลีเมอร์สีเงินถูกใช้เพื่อสร้างร่องรอยและรูที่ใช้เพื่อให้กระแสไฟฟ้าไหลผ่าน^{[ 181 ]}การผลิตแผงวงจรในปัจจุบันอาจเป็นกระบวนการที่ยุ่งยาก ขึ้นอยู่กับการออกแบบ วัสดุที่ระบุจะถูกรวบรวมและส่งไปยังกระบวนการสร้างชั้นภายใน ซึ่งภาพจะถูกพิมพ์ พัฒนา และกัด แกนกัดมักจะถูกเจาะเพื่อเพิ่มเครื่องมือเคลือบ จากนั้นแกนจะถูกเตรียมสำหรับการเคลือบ การสร้างแผงวงจรจะถูกสร้างขึ้นและส่งไปยังการเคลือบ ซึ่งชั้นต่างๆ จะถูกยึดติดกัน จากนั้นแผงวงจรจะถูกวัดและเจาะ ขั้นตอนหลายอย่างอาจแตกต่างกันไปจากขั้นตอนนี้ อย่างไรก็ตาม สำหรับการออกแบบที่เรียบง่าย วัสดุจะผ่านกระบวนการชุบเพื่อชุบรูและพื้นผิว จากนั้นภาพภายนอกจะถูกพิมพ์ พัฒนา และกัดเซาะ หลังจากกำหนดภาพแล้ว วัสดุจะต้องถูกเคลือบด้วยมาสก์บัดกรีสำหรับการบัดกรีในภายหลัง จากนั้นจึงเพิ่มชื่อเรียกเพื่อให้สามารถระบุส่วนประกอบได้ในภายหลัง จากนั้นจึงเพิ่มการตกแต่งพื้นผิว แผงวงจรจะถูกตัดออกจากรูปแบบแผงเป็นรูปแบบเดี่ยวหรือแบบอาร์เรย์ แล้วจึงทำการทดสอบทางไฟฟ้า นอกเหนือจากเอกสารที่ต้องกรอกเพื่อพิสูจน์ว่าแผงวงจรเป็นไปตามข้อกำหนดแล้ว แผงวงจรจะถูกบรรจุและจัดส่ง ประโยชน์ของการพิมพ์ 3 มิติคือโครงร่างสุดท้ายจะถูกกำหนดตั้งแต่เริ่มต้น ไม่จำเป็นต้องมีการสร้างภาพ การเจาะ หรือการเคลือบ และการเชื่อมต่อทางไฟฟ้าทำด้วยโพลิเมอร์สีเงินซึ่งช่วยลดการเจาะและการชุบ นอกจากนี้เอกสารขั้นสุดท้ายจะลดลงอย่างมากเนื่องจากไม่จำเป็นต้องใช้วัสดุในการสร้างแผงวงจร การออกแบบที่ซับซ้อนซึ่งอาจใช้เวลาหลายสัปดาห์ในการผลิตด้วยกระบวนการปกติสามารถพิมพ์ 3 มิติได้ ซึ่งช่วยลดเวลาในการผลิตลงอย่างมาก

ในปี 2548 วารสารวิชาการเริ่มรายงานเกี่ยวกับการประยุกต์ใช้เทคโนโลยีการพิมพ์ 3 มิติในงานศิลปะ^{[ 182 ]}เครื่องพิมพ์ 3 มิติแบบสำเร็จรูปมีความสามารถในการผลิตของใช้ในครัวเรือนได้มากขึ้น เช่น ของประดับตกแต่ง ตัวอย่างการใช้งานจริง ได้แก่ นาฬิกาที่ใช้งานได้^{[ 183 ]}และเฟืองที่พิมพ์สำหรับเครื่องจักรงานไม้ในบ้าน เป็นต้น^{[ 184 ]}เว็บไซต์ที่เกี่ยวข้องกับการพิมพ์ 3 มิติในบ้านมักจะรวมถึงที่เกาหลัง ตะขอแขวนเสื้อ ลูกบิดประตู ฯลฯ^{[ 185 ]}ในปี 2560 การพิมพ์ 3 มิติในบ้านได้เข้าถึงกลุ่มผู้บริโภคที่กว้างกว่ากลุ่มผู้ที่ชื่นชอบงานอดิเรกและผู้ที่ชื่นชอบเทคโนโลยี โครงการและบริษัทหลายแห่งกำลังพยายามพัฒนาเครื่องพิมพ์ 3 มิติราคาไม่แพงสำหรับใช้ในบ้าน งานส่วนใหญ่เหล่านี้ได้รับการขับเคลื่อนและมุ่งเป้าไปที่ ชุมชน DIY / ผู้ผลิต / ผู้ที่ชื่นชอบ / ผู้ใช้งานกลุ่มแรก โดยมีความเชื่อมโยงเพิ่มเติมกับ ชุมชน วิชาการและแฮกเกอร์

ด้วยแรงผลักดันจากการลดลงของราคาและการเพิ่มขึ้นของคุณภาพ ในปี 2019 มีผู้คนทั่วโลกประมาณ 2 ล้านคนซื้อเครื่องพิมพ์ 3 มิติเพื่อใช้เป็นงานอดิเรก^{[ 186 ]}

การพิมพ์ 3 มิติมีมานานหลายทศวรรษแล้วในอุตสาหกรรมการผลิตบางประเภท ซึ่งมีกฎหมายหลายฉบับที่เกี่ยวข้อง เช่นสิทธิบัตรสิทธิในการออกแบบอุตสาหกรรมลิขสิทธิ์และเครื่องหมายการค้าอย่างไรก็ตาม ยังไม่มีคำพิพากษา มากนัก ที่จะระบุว่ากฎหมายเหล่านี้จะมีผลบังคับใช้อย่างไรหากเครื่องพิมพ์ 3 มิติกลายเป็นที่นิยมอย่างแพร่หลาย และบุคคลหรือกลุ่มผู้ที่ชื่นชอบเริ่มผลิตสินค้าเพื่อใช้ส่วนตัว เพื่อแจกจ่ายโดยไม่หวังผลกำไร หรือเพื่อจำหน่าย

กฎหมายใดๆ ที่กล่าวมาอาจห้ามการเผยแพร่แบบที่ใช้ในการพิมพ์ 3 มิติ หรือการจำหน่ายหรือขายชิ้นงานที่พิมพ์ออกมา หากต้องการกระทำการเหล่านี้ โดยเฉพาะอย่างยิ่งในกรณีที่เกี่ยวข้องกับทรัพย์สินทางปัญญา บุคคลนั้นจะต้องติดต่อเจ้าของและขออนุญาต ซึ่งอาจมีเงื่อนไขและค่าใช้จ่าย อย่างไรก็ตาม กฎหมายสิทธิบัตร การออกแบบ และลิขสิทธิ์หลายฉบับมีข้อจำกัดหรือข้อยกเว้นมาตรฐานสำหรับการใช้งาน "ส่วนตัว" หรือ "ไม่ใช่เชิงพาณิชย์" ของสิ่งประดิษฐ์ การออกแบบ หรือผลงานศิลปะที่ได้รับการคุ้มครองภายใต้ทรัพย์สินทางปัญญา (IP) ข้อจำกัดหรือข้อยกเว้นมาตรฐานดังกล่าวอาจทำให้การใช้งานส่วนตัวที่ไม่ใช่เชิงพาณิชย์นั้นอยู่นอกขอบเขตของสิทธิในทรัพย์สินทางปัญญา

สิทธิบัตรครอบคลุมสิ่งประดิษฐ์ต่างๆ รวมถึงกระบวนการ เครื่องจักร การผลิต และองค์ประกอบของสสาร และมีระยะเวลาจำกัดซึ่งแตกต่างกันไปในแต่ละประเทศ แต่โดยทั่วไปคือ 20 ปีนับจากวันที่ยื่นคำขอ ดังนั้น หากล้อประเภทใดได้รับการจดสิทธิบัตร การพิมพ์ การใช้ หรือการขายล้อดังกล่าวอาจเป็นการละเมิดสิทธิบัตร^{[ 187 ]}

ลิขสิทธิ์ครอบคลุมการแสดงออก^{[ 188 ]}ในสื่อที่จับต้องได้และคงที่ และมักจะมีอายุตลอดชีวิตของผู้สร้างสรรค์บวกอีก 70 ปีหลังจากนั้น^{[ 189 ]}ตัวอย่างเช่น ช่างปั้นยังคงรักษาลิขสิทธิ์เหนือรูปปั้น ทำให้ผู้อื่นไม่สามารถแจกจ่ายแบบเพื่อพิมพ์รูปปั้นที่เหมือนหรือคล้ายกันได้โดยไม่จ่ายค่าลิขสิทธิ์ รอให้ลิขสิทธิ์หมดอายุ หรือทำงานภายใต้ข้อยกเว้น การใช้งานที่เป็นธรรม

เมื่อคุณลักษณะมีทั้งคุณค่าทางศิลปะ (สามารถจดลิขสิทธิ์ได้) และคุณค่าทางฟังก์ชัน (สามารถจดสิทธิบัตรได้) เมื่อประเด็นนี้ปรากฏในศาลสหรัฐฯ ศาลมักจะตัดสินว่าคุณลักษณะนั้นไม่สามารถจดลิขสิทธิ์ได้ เว้นแต่จะสามารถแยกออกจากด้านฟังก์ชันของสินค้าได้^{[ 189 ]}ในประเทศอื่นๆ กฎหมายและศาลอาจใช้วิธีการที่แตกต่างออกไป เช่น อนุญาตให้จดทะเบียนการออกแบบอุปกรณ์ที่มีประโยชน์ (โดยรวม) เป็นการออกแบบอุตสาหกรรมได้ โดยเข้าใจว่าในกรณีที่มีการคัดลอกโดยไม่ได้รับอนุญาต เฉพาะคุณลักษณะที่ไม่เกี่ยวข้องกับฟังก์ชันเท่านั้นที่สามารถอ้างสิทธิ์ได้ภายใต้กฎหมายการออกแบบ ในขณะที่คุณลักษณะทางเทคนิคใดๆ จะสามารถอ้างสิทธิ์ได้ก็ต่อเมื่อได้รับการคุ้มครองโดยสิทธิบัตรที่ถูกต้องเท่านั้น

กระทรวงความมั่นคงแห่งมาตุภูมิของสหรัฐอเมริกาและศูนย์ข่าวกรองภูมิภาคร่วมได้ออกบันทึกข้อความระบุว่า "ความก้าวหน้าอย่างมากในด้านความสามารถในการพิมพ์สามมิติ (3D) ความพร้อมใช้งานของไฟล์ดิจิทัลที่พิมพ์ได้แบบ 3 มิติฟรีสำหรับส่วนประกอบของอาวุธปืน และความยากลำบากในการควบคุมการแบ่งปันไฟล์ อาจก่อให้เกิดความเสี่ยงต่อความปลอดภัยสาธารณะจากผู้ที่ต้องการปืนที่ไม่มีคุณสมบัติซึ่งได้รับหรือผลิตปืนที่พิมพ์แบบ 3 มิติ" และ "ร่างกฎหมายที่เสนอเพื่อห้ามการพิมพ์อาวุธแบบ 3 มิติอาจยับยั้งได้ แต่ไม่สามารถป้องกันการผลิตได้อย่างสมบูรณ์ แม้ว่าการปฏิบัติดังกล่าวจะถูกห้ามโดยกฎหมายใหม่ การแจกจ่ายไฟล์ที่พิมพ์ได้แบบ 3 มิติเหล่านี้ทางออนไลน์จะควบคุมได้ยากพอๆ กับไฟล์เพลง ภาพยนตร์ หรือซอฟต์แวร์ที่ซื้อขายกันอย่างผิดกฎหมายอื่นๆ" ^{[ 190 ]}

ความพยายามที่จะจำกัดการเผยแพร่แบบแปลนปืนผ่านทางอินเทอร์เน็ตนั้นเปรียบได้กับความไร้ประโยชน์ของการป้องกันการเผยแพร่DeCSS อย่างแพร่หลาย ซึ่งทำให้สามารถคัดลอก DVD ได้^{[ 191 ] [ 192 ] [ 193 ] [ 194 ]}หลังจากที่รัฐบาลสหรัฐฯ สั่งให้ Defense Distributed ลบแบบแปลนเหล่านั้นออกไปแล้ว แบบแปลนเหล่านั้นก็ยังคงหาได้ทั่วไปผ่านทางPirate Bayและเว็บไซต์แบ่งปันไฟล์อื่นๆ^{[ 195 ]}การดาวน์โหลดแบบแปลนจากสหราชอาณาจักร เยอรมนี สเปน และบราซิลนั้นมีจำนวนมาก^{[ 196 ] [ 197 ]}สมาชิกสภานิติบัญญัติของสหรัฐฯ บางคนได้เสนอกฎระเบียบเกี่ยวกับเครื่องพิมพ์ 3 มิติเพื่อป้องกันไม่ให้ถูกนำไปใช้ในการพิมพ์ปืน^{[ 198 ] [ 199 ]} ผู้สนับสนุนการพิมพ์ 3 มิติได้เสนอแนะว่ากฎระเบียบดังกล่าวจะไร้ประโยชน์ อาจทำให้ธุรกิจการพิมพ์ 3 มิติเสียหาย และอาจละเมิดสิทธิเสรีภาพในการพูด โดยศาสตราจารย์ Hod Lipsonผู้บุกเบิกการพิมพ์ 3 มิติในยุคแรกๆ ได้เสนอแนะว่าควรควบคุมดินปืนแทน^{[ 200 ] [ 201 ] [ 202 ] [ 203 ] [ 204 ] [ 205 ]}

ในระดับนานาชาติ ซึ่งโดยทั่วไปแล้วการควบคุมอาวุธปืนจะเข้มงวดกว่าในสหรัฐอเมริกา นักวิจารณ์บางคนกล่าวว่าผลกระทบอาจจะรุนแรงกว่า เนื่องจากอาวุธปืนทางเลือกหาได้ยากกว่า^{[ 206 ]}เจ้าหน้าที่ในสหราชอาณาจักรตั้งข้อสังเกตว่าการผลิตปืนที่พิมพ์ด้วยเครื่องพิมพ์ 3 มิติจะผิดกฎหมายภายใต้กฎหมายควบคุมอาวุธปืนของพวกเขา^{[ 207 ]}ยูโรโพลระบุว่าอาชญากรสามารถเข้าถึงแหล่งอาวุธอื่นๆ ได้ แต่ตั้งข้อสังเกตว่าเมื่อเทคโนโลยีพัฒนาขึ้น ความเสี่ยงของผลกระทบก็จะเพิ่มขึ้น^{[ 208 ] [ 209 ]}

ในสหรัฐอเมริกา FAA คาดการณ์ถึงความต้องการใช้เทคนิคการผลิตแบบเพิ่มเนื้อวัสดุ (additive manufacturing) และกำลังพิจารณาว่าจะควบคุมกระบวนการนี้อย่างไรให้ดีที่สุด^{[ 210 ]} FAA มีอำนาจในการกำกับดูแลการผลิตดังกล่าว เนื่องจากชิ้นส่วนเครื่องบินทั้งหมดต้องได้รับอนุมัติการผลิตจาก FAA หรืออยู่ภายใต้หมวดหมู่การกำกับดูแลอื่นๆ ของ FAA ^{[ 211 ]}ในเดือนธันวาคม 2016 FAA ได้อนุมัติการผลิตหัวฉีดเชื้อเพลิงแบบพิมพ์ 3 มิติสำหรับเครื่องยนต์ GE LEAP ^{[ 212 ]}เจสัน ดิกสไตน์ ทนายความด้านการบิน ได้เสนอแนะว่าการผลิตแบบเพิ่มเนื้อวัสดุเป็นเพียงวิธีการผลิตวิธีหนึ่ง และควรได้รับการควบคุมเช่นเดียวกับวิธีการผลิตอื่นๆ^{[ 213 ] [ 214 ]}เขาเสนอแนะว่า FAA ควรเน้นที่แนวทางในการอธิบายการปฏิบัติตาม มากกว่าการเปลี่ยนแปลงกฎที่มีอยู่ และกฎระเบียบและแนวทางที่มีอยู่อนุญาตให้บริษัท "พัฒนาระบบคุณภาพที่แข็งแกร่งซึ่งสะท้อนถึงความต้องการด้านการกำกับดูแลสำหรับการประกันคุณภาพอย่างเพียงพอ" ^{[ 213 ]}

ในปี 2021 มีการออกมาตรฐานฉบับแรก เช่น ASTM ISO/ASTM52900-21 หลักการทั่วไป พื้นฐาน และคำศัพท์เกี่ยวกับการผลิตแบบเพิ่มเนื้อวัสดุ และ ISO/ASTM52900-15 ที่กล่าวถึงข้างต้น^{[ 215 ] [ 216 ]}ในปี 2023 ISO/ASTM 52920:2023 ^{[ 217 ]}ได้กำหนดข้อกำหนดสำหรับกระบวนการผลิตแบบเพิ่มเนื้อวัสดุในระดับอุตสาหกรรมและสถานที่ผลิตที่ใช้การผลิตแบบเพิ่มเนื้อวัสดุเพื่อให้มั่นใจในระดับคุณภาพที่ต้องการ ก่อนหน้านี้ในเยอรมนีมีการออกร่างมาตรฐาน DIN คือ DIN SPEC 17071:2019

วัสดุตั้งต้นโพลีเมอร์สามารถปล่อยอนุภาคละเอียดมากและสารประกอบอินทรีย์ระเหยง่าย (VOCs) หากได้รับความร้อนเพียงพอ ซึ่งเมื่อรวมกันแล้วมีความเกี่ยวข้องกับ ผลกระทบต่อสุขภาพ ระบบทางเดินหายใจและหัวใจและหลอดเลือด ที่ไม่พึงประสงค์ นอกจากนี้ หัวฉีดการอัดรีด FFF มักจะถึงอุณหภูมิ 190 °C ถึง 260 °C ซึ่งอาจทำให้ผิวหนังไหม้ได้ เครื่องพิมพ์ สเตอริโอลิโทกราฟีแบบโฟโตโพลีเมอไรเซชันแบบอ่าง ใช้ เลเซอร์กำลังสูงซึ่งเป็นอันตรายต่อผิวหนังและดวงตา แม้ว่าจะถือว่าไม่เป็นอันตรายในระหว่างการพิมพ์เนื่องจากเลเซอร์ถูกปิดล้อมอยู่ภายในห้องพิมพ์^{[ 218 ]}

เครื่องพิมพ์ 3 มิติยังมีชิ้นส่วนที่เคลื่อนไหวได้หลายชิ้น ได้แก่มอเตอร์สเต็ปเปอร์ รอก แกนเกลียว ตัวเลื่อน และพัดลมขนาดเล็ก ซึ่งโดยทั่วไปแล้วไม่มีกำลังมากพอที่จะทำให้เกิดการบาดเจ็บร้ายแรง แต่ก็ยังสามารถหนีบนิ้ว ผมยาว หรือเสื้อผ้าหลวมๆ ของผู้ใช้ได้ เครื่องพิมพ์ 3 มิติแบบ FFF สำหรับใช้งานบนเดสก์ท็อปส่วนใหญ่ไม่มีคุณสมบัติความปลอดภัยทางไฟฟ้าเพิ่มเติมใดๆ นอกเหนือจากฟิวส์ภายในหรือหม้อแปลงภายนอกทั่วไป แม้ว่าแรงดันไฟฟ้าในส่วนที่เปิดโล่งของเครื่องพิมพ์ 3 มิติโดยทั่วไปจะไม่เกิน 12V ถึง 24V ซึ่งโดยทั่วไปถือว่าปลอดภัย^{[ 218 ]}

การวิจัยเกี่ยวกับข้อกังวลด้านสุขภาพและความปลอดภัยของการพิมพ์ 3 มิติเป็นเรื่องใหม่และกำลังพัฒนาเนื่องจากการแพร่หลายของอุปกรณ์การพิมพ์ 3 มิติในช่วงไม่นานมานี้ ในปี 2560 หน่วยงานความปลอดภัยและสุขภาพในการทำงานแห่งยุโรปได้เผยแพร่เอกสารอภิปรายเกี่ยวกับกระบวนการและวัสดุที่เกี่ยวข้องกับการพิมพ์ 3 มิติ ผลกระทบที่อาจเกิดขึ้นของเทคโนโลยีนี้ต่อความปลอดภัยและสุขภาพในการทำงาน และแนวทางในการควบคุมอันตรายที่อาจเกิดขึ้น^{[ 219 ]}

ระดับเสียงจะวัดเป็นเดซิเบล (dB) และอาจแตกต่างกันอย่างมากในเครื่องพิมพ์ที่บ้าน ตั้งแต่ 15 dB ถึง 75 dB ^{[ 220 ]}แหล่งกำเนิดเสียงหลักในเครื่องพิมพ์เส้นใย ได้แก่ พัดลม มอเตอร์ และตลับลูกปืน ในขณะที่ในเครื่องพิมพ์เรซิน พัดลมมักจะเป็นสาเหตุหลักของเสียงรบกวน^{[ 220 ]}วิธีการบางอย่างในการลดเสียงรบกวนจากเครื่องพิมพ์อาจรวมถึงการติดตั้งอุปกรณ์แยกการสั่น สะเทือน การใช้พัดลม ที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางขนาดใหญ่ขึ้น การบำรุงรักษาและการหล่อลื่นอย่างสม่ำเสมอ หรือการใช้ตู้กันเสียง^{[ 220 ]}

การผลิตแบบเพิ่มเนื้อวัสดุ (Additive Manufacturing) ซึ่งเริ่มต้นจากช่วงเริ่มต้นในปัจจุบัน ต้องการให้บริษัทผู้ผลิตมีความยืดหยุ่นและสามารถพัฒนาเทคโนโลยีที่มีอยู่ทั้งหมดได้อย่างต่อเนื่องเพื่อรักษาความสามารถในการแข่งขัน ผู้สนับสนุนการผลิตแบบเพิ่มเนื้อวัสดุยังคาดการณ์ว่าการพัฒนาเทคโนโลยีนี้จะต่อต้านโลกาภิวัตน์เนื่องจากผู้ใช้ปลายทางจะทำการผลิตด้วยตนเองมากขึ้น แทนที่จะทำการค้าเพื่อซื้อสินค้าจากบุคคลและบริษัทอื่น^{[ 17 ]}อย่างไรก็ตาม การบูรณาการเทคโนโลยีการเพิ่มเนื้อวัสดุแบบใหม่เข้าสู่การผลิตเชิงพาณิชย์อย่างแท้จริงนั้น เป็นเรื่องของการเสริมวิธีการลดเนื้อวัสดุแบบดั้งเดิมมากกว่าการแทนที่วิธีการเหล่านั้นทั้งหมด^{[ 221 ]}

นักอนาคตศาสตร์Jeremy Rifkin ^{[ 222 ]}อ้างว่าการพิมพ์ 3 มิติเป็นสัญญาณของการเริ่มต้นการปฏิวัติอุตสาหกรรมครั้งที่ 3 [ ^{223 ] ซึ่ง}สืบทอดมา จากการประกอบ สายการผลิตที่ครอบงำการผลิตตั้งแต่ปลายศตวรรษที่ 19

ตั้งแต่ทศวรรษ 1950 นักเขียนและนักวิจารณ์สังคมจำนวนหนึ่งได้คาดการณ์อย่างลึกซึ้งเกี่ยวกับการเปลี่ยนแปลงทางสังคมและวัฒนธรรมที่อาจเกิดขึ้นจากการมาถึงของเทคโนโลยีการผลิตแบบเพิ่มเนื้อวัสดุที่ราคาไม่แพงในเชิงพาณิชย์^{[ 224 ]}ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา การพิมพ์ 3 มิติได้สร้างผลกระทบอย่างมากในภาคส่วนด้านมนุษยธรรมและการพัฒนา ศักยภาพในการอำนวยความสะดวกในการผลิตแบบกระจายส่งผลให้เกิดประโยชน์ต่อห่วงโซ่อุปทานและโลจิสติกส์ โดยลดความจำเป็นในการขนส่ง การจัดเก็บ และการสูญเสีย นอกจากนี้ การพัฒนาทางสังคมและเศรษฐกิจยังได้รับการส่งเสริมผ่านการสร้างเศรษฐกิจการผลิตในท้องถิ่น^{[ 123 ]}

บางคนเสนอแนะว่าเมื่อเครื่องพิมพ์ 3 มิติเริ่มเข้ามาในบ้านของผู้คนมากขึ้นเรื่อยๆ ความสัมพันธ์แบบดั้งเดิมระหว่างบ้านและที่ทำงานอาจค่อยๆ เสื่อมถอยลงไป^{[ 225 ]}ในทำนองเดียวกัน มีการเสนอแนะว่าเมื่อธุรกิจต่างๆ สามารถส่งแบบร่างสำหรับวัตถุใหม่ๆ ไปทั่วโลกได้ง่ายขึ้น ความต้องการบริการขนส่งสินค้าความเร็วสูงก็อาจลดลงเช่นกัน^{[ 226 ]}สุดท้ายนี้ เมื่อพิจารณาถึงความง่ายในการจำลองวัตถุบางอย่างในปัจจุบันแล้ว ยังคงต้องรอดูว่าจะมีข้อเปลี่ยนแปลงใดๆ ต่อกฎหมายลิขสิทธิ์ในปัจจุบันเพื่อปกป้องสิทธิในทรัพย์สินทางปัญญาด้วยเทคโนโลยีใหม่ที่แพร่หลายหรือไม่

บางคนให้ความสนใจกับการผสมผสานระหว่างการผลิตแบบใช้ทรัพยากรร่วมกันกับการพิมพ์ 3 มิติและเทคนิคการผลิตต้นทุนต่ำอื่นๆ^{[ 227 ] [ 228 ] [ 229 ]}ความคิดเพ้อฝันที่เสริมสร้างตัวเองของระบบการเติบโตอย่างไม่สิ้นสุดสามารถเอาชนะได้ด้วยการพัฒนาเศรษฐกิจแบบขอบเขต และในที่นี้ สังคมสามารถมีบทบาทสำคัญในการยกระดับโครงสร้างการผลิตทั้งหมดไปสู่ระดับที่สูงขึ้นของผลผลิตที่ยั่งยืนและปรับแต่งได้มากขึ้น^{[ 227 ]}นอกจากนี้ ยังเป็นความจริงที่ว่าปัญหา อุปสรรค และภัยคุกคามมากมายเกิดขึ้นเนื่องจากการทำให้วิธีการผลิตเป็นประชาธิปไตย โดยเฉพาะอย่างยิ่งเกี่ยวกับวิธีการผลิตทางกายภาพ^{[ 227 ]}ตัวอย่างเช่น ความสามารถในการรีไซเคิลของวัสดุนาโนขั้นสูงยังคงเป็นที่ถกเถียงกันอยู่ การผลิตอาวุธอาจง่ายขึ้น ไม่ต้องพูดถึงผลกระทบต่อการปลอมแปลง^{[ 230 ]}และทรัพย์สินทางปัญญา^{[ 231 ]}อาจกล่าวได้ว่า ในทางตรงกันข้ามกับแบบแผนอุตสาหกรรมซึ่งพลวัตการแข่งขันขึ้นอยู่กับเศรษฐกิจจากขนาดการผลิตแบบใช้ทรัพยากรร่วมกันและการพิมพ์ 3 มิติอาจพัฒนาเศรษฐกิจจากขอบเขตได้ ในขณะที่ข้อได้เปรียบของขนาดขึ้นอยู่กับการขนส่งทั่วโลกราคาถูก เศรษฐกิจจากขอบเขตจะแบ่งปันต้นทุนโครงสร้างพื้นฐาน (ทรัพยากรการผลิตที่จับต้องได้และจับต้องไม่ได้) โดยใช้ประโยชน์จากความสามารถของเครื่องมือการผลิต^{[ 227 ]}และตาม Neil Gershenfeld ^{[ 232 ]}ที่ว่า "บางส่วนของโลกที่พัฒนาน้อยที่สุดต้องการเทคโนโลยีที่ทันสมัยที่สุด" การผลิตแบบใช้ทรัพยากรร่วมกันและการพิมพ์ 3 มิติอาจนำเสนอเครื่องมือที่จำเป็นสำหรับการคิดในระดับโลก แต่ดำเนินการในระดับท้องถิ่นเพื่อตอบสนองความต้องการบางอย่าง

แลร์รี ซัมเมอร์สเขียนเกี่ยวกับ "ผลกระทบที่ร้ายแรง" ของการพิมพ์ 3 มิติและเทคโนโลยีอื่นๆ (หุ่นยนต์ ปัญญาประดิษฐ์ ฯลฯ) ต่อผู้ที่ทำงานประจำ ในมุมมองของเขา "ปัจจุบันมีผู้ชายอเมริกันที่ได้รับเงินประกันความพิการมากกว่าคนที่ทำงานด้านการผลิตในอุตสาหกรรม และแนวโน้มทั้งหมดกำลังไปในทิศทางที่ผิด โดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับผู้ที่มีทักษะน้อย เนื่องจากศักยภาพของทุนที่รวมเอาปัญญาประดิษฐ์เข้ามาใช้ในการทดแทนงานในสำนักงานและงานใช้แรงงานจะเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วในอีกไม่กี่ปีข้างหน้า" ซัมเมอร์สแนะนำให้มีการร่วมมือกันอย่างแข็งขันมากขึ้นเพื่อจัดการกับ "กลไกมากมาย" (เช่น เขตปลอดภาษี ความลับทางการธนาคาร การฟอกเงิน และการหลีกเลี่ยงกฎระเบียบ) ที่ทำให้ผู้ถือครองความมั่งคั่งมหาศาลสามารถ "หลีกเลี่ยง" การจ่ายภาษีเงินได้และภาษีมรดก และทำให้การสะสมความมั่งคั่งมหาศาลทำได้ยากขึ้นโดยไม่ต้อง "มีส่วนร่วมทางสังคมอย่างมาก" เป็นการตอบแทน ซึ่งรวมถึง: การบังคับใช้กฎหมายต่อต้านการผูกขาดอย่างเข้มงวดมากขึ้น การลดการคุ้มครองทรัพย์สินทางปัญญาที่ "มากเกินไป" การส่งเสริมโครงการแบ่งปันผลกำไรที่อาจเป็นประโยชน์ต่อคนงานและทำให้พวกเขามีส่วนร่วมในการสะสมความมั่งคั่ง การเสริมสร้างความเข้มแข็งของข้อตกลงการเจรจาต่อรองร่วมกัน การปรับปรุงการกำกับดูแลกิจการ การเสริมสร้างความเข้มแข็งของกฎระเบียบทางการเงินเพื่อขจัดเงินอุดหนุนกิจกรรมทางการเงิน การผ่อนคลายข้อจำกัดการใช้ที่ดินที่อาจทำให้อสังหาริมทรัพย์ของคนรวยมีมูลค่าเพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่อง การฝึกอบรมที่ดีขึ้นสำหรับเยาวชนและการฝึกอบรมใหม่สำหรับคนงานที่ถูกเลิกจ้าง และการลงทุนภาครัฐและเอกชนที่เพิ่มขึ้นในการพัฒนาโครงสร้างพื้นฐาน เช่น ในการผลิตพลังงานและการขนส่ง^{[ 233 ]}

ไมเคิล สเปนซ์เขียนว่า "ตอนนี้มีคลื่นเทคโนโลยีดิจิทัลอันทรงพลังที่เข้ามาแทนที่แรงงานในงานที่ซับซ้อนมากขึ้นเรื่อยๆ กระบวนการทดแทนแรงงานและการลดบทบาทของตัวกลาง นี้ เกิดขึ้นมาระยะหนึ่งในภาคบริการแล้ว ลองนึกถึงตู้เอทีเอ็ม การธนาคารออนไลน์ การวางแผนทรัพยากรองค์กร การจัดการความสัมพันธ์กับลูกค้า ระบบการชำระเงินผ่านมือถือ และอื่นๆ อีกมากมาย การปฏิวัตินี้กำลังแพร่กระจายไปยังการผลิตสินค้า ซึ่งหุ่นยนต์และการพิมพ์ 3 มิติเข้ามาแทนที่แรงงาน" ในมุมมองของเขา ต้นทุนส่วนใหญ่ของเทคโนโลยีดิจิทัลเกิดขึ้นในช่วงเริ่มต้น ในการออกแบบฮาร์ดแวร์ (เช่น เครื่องพิมพ์ 3 มิติ) และที่สำคัญกว่านั้นคือการสร้างซอฟต์แวร์ที่ช่วยให้เครื่องจักรสามารถทำงานต่างๆ ได้ "เมื่อบรรลุเป้าหมายนี้แล้ว ต้นทุนส่วนเพิ่มของฮาร์ดแวร์จะค่อนข้างต่ำ (และลดลงเมื่อขนาดเพิ่มขึ้น) และต้นทุนส่วนเพิ่มของการทำซ้ำซอฟต์แวร์นั้นแทบจะเป็นศูนย์ ด้วยตลาดโลกที่มีศักยภาพมหาศาลในการชดเชยต้นทุนคงที่เบื้องต้นของการออกแบบและการทดสอบ แรงจูงใจในการลงทุน [ในเทคโนโลยีดิจิทัล] จึงน่าดึงดูดใจ" ^{[ 234 ]}

สเปนซ์เชื่อว่า ต่างจากเทคโนโลยีดิจิทัลในอดีตที่ผลักดันให้บริษัทต่างๆ นำแรงงานที่มีคุณค่าซึ่งยังไม่ได้ใช้ประโยชน์อย่างเต็มที่ทั่วโลกมาใช้ประโยชน์ แรงผลักดันในคลื่นเทคโนโลยีดิจิทัลปัจจุบันคือ "การลดต้นทุนผ่านการทดแทนแรงงาน" ตัวอย่างเช่น เมื่อต้นทุนของเทคโนโลยีการพิมพ์ 3 มิติ ลดลง "เป็นเรื่องง่ายที่จะจินตนาการ" ว่าการผลิตอาจจะกลายเป็นแบบท้องถิ่นและปรับแต่งได้ "อย่างมาก" ยิ่งไปกว่านั้น การผลิตอาจเกิดขึ้นเพื่อตอบสนองความต้องการที่แท้จริง ไม่ใช่ความต้องการที่คาดการณ์หรือพยากรณ์ไว้ สเปนซ์เชื่อว่าแรงงาน ไม่ว่าจะราคาถูกเพียงใด จะกลายเป็นสินทรัพย์ที่มีความสำคัญน้อยลงสำหรับการเติบโตและการขยายตัวของการจ้างงาน การผลิตที่เน้นแรงงานและกระบวนการจะลดประสิทธิภาพลง และการผลิตในท้องถิ่นจะเกิดขึ้นทั้งในประเทศที่พัฒนาแล้วและประเทศกำลังพัฒนา ในมุมมองของเขา การผลิตจะไม่หายไป แต่จะใช้แรงงานน้อยลง และในที่สุดทุกประเทศจะต้องสร้างแบบจำลองการเติบโตใหม่โดยใช้เทคโนโลยีดิจิทัลและทุนมนุษย์ที่สนับสนุนการใช้งานและการขยายตัวของเทคโนโลยีเหล่านั้น สเปนซ์เขียนว่า "โลกที่เรากำลังก้าวเข้าไปนั้นเป็นโลกที่กระแสไหลเวียนระดับโลกที่ทรงพลังที่สุดจะเป็นความคิดและทุนดิจิทัล ไม่ใช่สินค้า บริการ และทุนแบบดั้งเดิม การปรับตัวให้เข้ากับสิ่งนี้จะต้องอาศัยการเปลี่ยนแปลงในความคิด นโยบาย การลงทุน (โดยเฉพาะทุนมนุษย์) และอาจรวมถึงรูปแบบการจ้างงานและการกระจายรายได้ด้วย" ^{[ 234 ]}

Naomi Wuถือว่าการใช้การพิมพ์ 3 มิติในห้องเรียนของจีน (ซึ่งการท่องจำเป็นเรื่องปกติ) เพื่อสอนหลักการออกแบบและความคิดสร้างสรรค์เป็นพัฒนาการที่น่าตื่นเต้นที่สุดของเทคโนโลยีในปัจจุบัน และโดยทั่วไปแล้วถือว่าการพิมพ์ 3 มิติเป็นการปฏิวัติวงการ สิ่งพิมพ์ บนเดสก์ท็อป ครั้งต่อไป ^{[ 235 ]}

เครื่องพิมพ์ถูกบริจาคให้กับกลุ่มสตรี Juan Fernandezในปี 2024 เพื่อสนับสนุนสตรีในชุมชนห่างไกลให้สามารถสร้างชิ้นส่วนเพื่อซ่อมแซมอุปกรณ์ที่ชำรุดได้โดยไม่ต้องรอเรือนำเข้าชิ้นส่วนที่จำเป็น^{[ 236 ]}

การเติบโตของการผลิตแบบเพิ่มเนื้อวัสดุอาจส่งผลกระทบอย่างมากต่อสิ่งแวดล้อม วิธีการผลิตแบบลดเนื้อวัสดุแบบดั้งเดิม เช่นการกัด CNCสร้างผลิตภัณฑ์โดยการตัดวัสดุออกจากบล็อกขนาดใหญ่ ในทางตรงกันข้าม การผลิตแบบเพิ่มเนื้อวัสดุสร้างผลิตภัณฑ์ทีละชั้น โดยใช้วัสดุที่จำเป็นน้อยที่สุดในการสร้างผลิตภัณฑ์^{[ 237 ]}ซึ่งมีข้อดีคือช่วยลดของเสียจากวัสดุ ซึ่งส่งผลให้ประหยัดพลังงานมากขึ้นโดยหลีกเลี่ยงการผลิตวัตถุดิบ^{[ 238 ] [ 239 ]}

การประเมินวัฏจักรชีวิตของการผลิตแบบเพิ่มเนื้อวัสดุได้ประมาณการว่าการนำเทคโนโลยีนี้มาใช้จะช่วยลดการปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ได้มากขึ้น เนื่องจากการพิมพ์ 3 มิติสร้างการผลิตในพื้นที่ จึงช่วยลดความจำเป็นในการขนส่งผลิตภัณฑ์และการปล่อยมลพิษที่เกี่ยวข้อง^{[ 240 ]}นอกจากนี้ AM ยังช่วยให้ผู้บริโภคสามารถสร้างชิ้นส่วนทดแทนของตนเองเพื่อซ่อมแซมผลิตภัณฑ์ที่ซื้อมาเพื่อยืดอายุการใช้งานของผลิตภัณฑ์ที่ซื้อมาได้อีกด้วย^{[ 241 ]}

ด้วยการสร้างเฉพาะโครงสร้างพื้นฐานที่จำเป็นของผลิตภัณฑ์ การผลิตแบบเพิ่มเนื้อวัสดุยังมีศักยภาพที่จะมีส่วนช่วยอย่างมากในการลดน้ำหนัก^{[ 237 ]}การใช้ส่วนประกอบน้ำหนักเบาเหล่านี้จะช่วยลดการใช้พลังงานและการปล่อยก๊าซเรือนกระจกของยานพาหนะและรูปแบบการขนส่งอื่นๆ^{[ 242 ]}ตัวอย่างเช่น กรณีศึกษาเกี่ยวกับส่วนประกอบเครื่องบินที่ผลิตโดยใช้การผลิตแบบเพิ่มเนื้อวัสดุ พบว่าการใช้ส่วนประกอบดังกล่าวช่วยประหยัดพลังงานและลดการปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ได้ 63% ตลอดอายุการใช้งานของผลิตภัณฑ์^{[ 243 ]}

อย่างไรก็ตาม การนำการผลิตแบบเพิ่มเนื้อวัสดุมาใช้ก็มีข้อเสียต่อสิ่งแวดล้อมเช่นกัน ประการแรก การผลิตแบบเพิ่มเนื้อวัสดุมีการใช้พลังงานสูงเมื่อเทียบกับกระบวนการแบบดั้งเดิม เนื่องจากมีการใช้กระบวนการต่างๆ เช่น เลเซอร์และอุณหภูมิสูงในการสร้างผลิตภัณฑ์^{[ 244 ]}ประการที่สอง แม้ว่าการผลิตแบบเพิ่มเนื้อวัสดุจะลดของเสียได้มากถึง 90% เมื่อเทียบกับการผลิตแบบลดเนื้อวัสดุ แต่การผลิตแบบเพิ่มเนื้อวัสดุก็อาจก่อให้เกิดของเสียที่ไม่สามารถนำกลับมาใช้ใหม่ได้^{[ 245 ]}ตัวอย่างเช่น มีปัญหาเกี่ยวกับการรีไซเคิลวัสดุในการผลิตแบบเพิ่มเนื้อวัสดุด้วยโลหะ เนื่องจากอุตสาหกรรมที่มีการควบคุมอย่างเข้มงวด เช่นอุตสาหกรรมการบินและอวกาศมักยืนยันที่จะใช้ผงโลหะบริสุทธิ์ในการสร้างชิ้นส่วนที่สำคัญต่อความปลอดภัย^{[ 237 ]}การผลิตแบบเพิ่มเนื้อวัสดุยังไม่ถึงศักยภาพ ประสิทธิภาพ การใช้วัสดุ ตามทฤษฎี ที่ 97% แต่ก็อาจเข้าใกล้มากขึ้นเมื่อเทคโนโลยีพัฒนาและเพิ่มผลผลิตอย่างต่อเนื่อง^{[ 246 ]}

แม้จะมีข้อเสียอยู่บ้าง แต่การวิจัยและอุตสาหกรรมก็กำลังก้าวหน้าไปอีกขั้นเพื่อสนับสนุนความยั่งยืนของ AM เครื่องพิมพ์ FDM ขนาดใหญ่บางเครื่องที่หลอม เม็ด พลาสติกโพลีเอทิลีนความหนาแน่นสูง (HDPE) อาจรับวัสดุรีไซเคิลที่สะอาดเพียงพอ เช่น ขวดนมที่บิ่น ได้นอกจากนี้ เครื่องพิมพ์เหล่านี้ยังสามารถใช้วัสดุที่บดละเอียดจากการสร้างที่ผิดพลาดหรือต้นแบบที่ไม่ประสบความสำเร็จ ซึ่งช่วยลดของเสียโดยรวมของโครงการและการจัดการและการจัดเก็บวัสดุ แนวคิดนี้ได้รับการสำรวจในRecycleBot ^{[ 247 ]}นอกจากนี้ยังมีความพยายามทางอุตสาหกรรมในการผลิตผงโลหะจากโลหะรีไซเคิล^{[ 248 ]}

Scholiaมีโปรไฟล์สำหรับการพิมพ์ 3 มิติ(Q229367 )

• Lipson, Hod; Kurman, Melba (2013). Fabricated: the new world of 3D printing . อินเดียนาโพลิส, อินเดียนา: John Wiley & Sons. ISBN 978-1-118-35063-8. OCLC  806199735 .
• Tran, Jasper (2017). "ลัทธิการสร้างใหม่, ทรัพย์สินทางปัญญา และการพิมพ์ 3 มิติ". SSRN  2842345 .
• Tran, Jasper (2016). "ข้อกำหนดด้านสื่อและการพิมพ์ 3 มิติ". วารสารเทคโนโลยีและทรัพย์สินทางปัญญาแห่งมหาวิทยาลัยนอร์ทเวสเทิร์น14 : 75– 80. SSRN  2614606 .
• Tran, Jasper (2016). "อาหารที่พิมพ์ด้วยเครื่องพิมพ์ 3 มิติ". Minnesota Journal of Law, Science and Technology . 17 : 855– 80. SSRN  2710071 .
• Tran, Jasper (2015). "การพิมพ์ชีวภาพหรือไม่". วารสารกฎหมายและเทคโนโลยีแห่งนอร์ทแคโรไลนา . 17 : 123– 78. SSRN  2562952 .
• Tran, Jasper (2015). "การจดสิทธิบัตรการพิมพ์ชีวภาพ". Harvard Journal of Law and Technology Digest . SSRN  2603693 .
• Tran, Jasper (2015). "กฎหมายและการพิมพ์ 3 มิติ"วารสารJohn Marshall Journal of Information Technology and Privacy Law 31 : 505– 20.
• ลินเดนเฟลด์, เอริค และคณะ (2015). "ความรับผิดโดยเคร่งครัดและอุปกรณ์ทางการแพทย์ที่พิมพ์ด้วยเครื่องพิมพ์ 3 มิติ". วารสารกฎหมายและเทคโนโลยีแห่งมหาวิทยาลัยเยล . SSRN  2697245 .
• Dickel, Sascha; Schrape, Jan-Felix (2016). "การสร้างอนาคตดิจิทัลให้เป็นรูปธรรม" อนาคตของการสร้างมูลค่าแบบกระจายอำนาจและเชื่อมโยงเครือข่ายความก้าวหน้าในระบบสารสนเทศ หน้า  163–178 . doi : 10.1007/978-3-319-31686-4_9 . ISBN 978-3-319-31684-0. S2CID  148483485 .
• "ผลการ ทดสอบเครื่องพิมพ์ 3 มิติประจำปี 2015 ของนิตยสาร Make" Google Docs สืบค้นเมื่อ1 มิถุนายน 2015
• "ระเบียบวิธีการประเมินผลสำหรับการ ทดสอบเครื่องพิมพ์ 3 มิติประจำปี 2015 ของนิตยสาร Make" makezine.com สืบค้นเมื่อ1 มิถุนายน 2015
• "แผ่นให้ความร้อนในงานพิมพ์ 3 มิติ – ข้อดีและอุปกรณ์" Boots Industries สืบค้นเมื่อ 7 กันยายน 2015
• Stephens, B.; Azimi, P.; El Orch, Z.; Ramos, T. (2013). "การปล่อยอนุภาคละเอียดพิเศษจากเครื่องพิมพ์ 3 มิติแบบตั้งโต๊ะ" . Atmospheric Environment . 79 : 334– 339. Bibcode : 2013AtmEn..79..334S . doi : 10.1016/j.atmosenv.2013.06.050 .
• อีสตัน, โทมัส เอ. (พฤศจิกายน 2551). "อุบัติเหตุรถไฟ 3 มิติ: การพิมพ์ 3 มิติจะเขย่าวงการการผลิตอย่างไร". อนาล็อก . 128 (11): 50– 63.
• ไรท์, พอล เค. (2001). การผลิตในศตวรรษที่ 21.นิวเจอร์ซีย์: เพรนติส-ฮอลล์ อิงค์.
• "การพิมพ์ 3 มิติ: การปฏิวัติอุตสาหกรรมครั้งใหม่ – ความปลอดภัยและสุขภาพในการทำงาน – EU-OSHA" osha.europa.euสืบค้นเมื่อ 28 กรกฎาคม 2017