3D tiskanje, znano tudi kot hitra izdelava prototipov, je proizvodna metoda, pri kateri se 3D predmeti hitro izdelajo na primerno velikem stroju, ki je povezan z računalnikom, ki vsebuje načrte za predmet. Osnovna načela so kot pri 2D tiskalniku: kartuše z materiali, prilagodljivost izpisa in prevod kode v viden vzorec. Navdušenci upajo, da bodo domači “fabbers” uvedli revolucijo proizvodnje po meri in odpravili (ali močno zmanjšali) potrebo po centralizirani proizvodnji. Namesto da bi šel v trgovino po komplet jedi, bi lahko oseba kupila načrte na spletu in jih natisnila iz preprostih materialov.
Tehnologija, ki omogoča delovanje 3D tiskalnikov, se je pojavila sredi devetdesetih let prejšnjega stoletja. Po njihovem prihodu so futuristi takoj napovedali, da jih bodo ljudje kmalu videli v vsakem domu. Vendar pa so stroški delov, ki vključujejo številna prilagodljiva proizvodna orodja, previsoki, da bi si jih večina ljudi privoščila. Trenutni modeli so dragi stroji, ki jih uporabljajo profesionalni oblikovalci ali inženirji izdelkov, ki jih uporabljajo za izdelavo modelov za uporabo na primer pri predstavitvah strankam. Današnje naprave delujejo z uporabo različnih surovin, kot so žagovina in lepilo, ki jih je mogoče stisniti v 1990D strukture, dokler zasnova omogoča postopno nanašanje plasti.
Najnovejše naprave za 3D tiskanje uporabljajo laser in kovinski prah za izdelavo 3D predmetov iz kovine, zaradi česar je tehnologija bolj privlačna. Izrael in ZDA sta te stroje že uporabljala za proizvodnjo UAV ali brezpilotnih letal. Ameriška vojska raziskuje tiskalnik, pripravljen na bojišče, ki bi ga lahko uporabili za izdelavo komunikacijskih naprav, ko so potrebne.
Zgodnje projekcije so pokazale, da bi ti stroji verjetno uporabljali kombinacijo laserjev in posebnih polimerov za proizvodnjo izdelkov. Obstajajo nekateri polimeri, ki se strdijo le pod določeno mešanico svetlobe, in to lastnost je mogoče izkoristiti z uporabo dua laserjev, ki neodvisno ne izpolnjujejo teh optičnih pogojev, vendar jih izpolnjujejo, če se uporabljajo skupaj. Ko se laserja križata v raztopini, se strdi. Z izgradnjo strukture od tal navzgor se lahko ustvari stabilen izdelek, ko se tekoči polimer odteče. Ta metoda pa se je izkazala za precej drago, danes pa se uporabljajo manj tehnično zahtevne tehnike.
Nekega dne bodo morda obstajali 3D-tiskalniki, ki uporabljajo nanotehnologijo za ustvarjanje izdelkov tako, da jih odlagajo atom za atomom. Predhodno delo z atomskimi opisi orodij kaže, da je to znanstveno izvedljivo. V atomskem merilu so bili ustvarjeni preprosti stroji, kot so majhna kolesa, tranzistorji in »hodeča DNK«. Ti bi lahko bili predhodniki naprednejših proizvodnih sistemov po meri.