Imprimarea 3D, cunoscută și sub denumirea de prototipare rapidă, este o metodă de fabricație prin care obiectele 3D sunt realizate rapid pe o mașină de dimensiuni rezonabile conectată la un computer care conține planuri pentru obiect. Principiile de bază sunt ca cele ale unei imprimante 2D: cartușe de materiale, flexibilitate de ieșire și traducerea codului într-un model vizibil. Entuziaștii speră că „fabbers” de acasă vor introduce o revoluție a producției personalizate și vor elimina (sau vor reduce foarte mult) nevoia de producție centralizată. În loc să meargă la un magazin pentru a ridica un set de feluri de mâncare, o persoană ar putea cumpăra planurile online și le poate tipări din materiale simple.
Tehnologia care permite imprimantelor 3D să funcționeze a apărut la mijlocul anilor 1990. După sosirea lor, futuriștii au prezis imediat că oamenii îi vor vedea în curând în fiecare casă. Cheltuiala pieselor, care include numeroase instrumente flexibile de producție, a menținut costul prea mare pentru ca majoritatea oamenilor să și le permită. Modelele actuale sunt mașini scumpe pentru utilizare de către designeri sau ingineri profesioniști de produse, care le folosesc pentru a realiza modele pe care să le folosească în prezentări către clienți, de exemplu. Dispozitivele actuale funcționează folosind diferite materii prime, cum ar fi rumegușul și lipiciul, care pot fi presate în structuri 3D atâta timp cât designul permite aplicarea incrementală a straturilor.
Cele mai noi dispozitive de imprimare 3D folosesc un laser și praf metalic pentru a face obiecte 3D din metal, făcând tehnologia mai atrăgătoare. Aceste mașini au fost deja folosite de Israel și Statele Unite pentru a fabrica UAV-uri sau vehicule aeriene fără pilot. Armata Statelor Unite cercetează o imprimantă pregătită pentru câmpul de luptă care ar putea fi folosită pentru a produce dispozitive de comunicații, după cum sunt necesare.
Proiecțiile timpurii au sugerat că aceste mașini ar folosi probabil o combinație de lasere și polimeri speciali pentru fabricarea produselor. Există anumiți polimeri care se solidifică doar sub un anumit amestec de lumină, iar această proprietate poate fi exploatată prin utilizarea unui duo de lasere care, în mod independent, nu reușesc să îndeplinească aceste condiții optice, dar le îndeplinesc atunci când sunt utilizate împreună. Când cele două lasere se încrucișează în soluție, aceasta se solidifică. Prin construirea unei structuri de la zero, se poate crea un produs stabil atunci când polimerul lichid este scurs. Cu toate acestea, această metodă s-a dovedit a fi destul de costisitoare și astăzi sunt utilizate tehnici mai puțin solicitante din punct de vedere tehnic.
Într-o zi, ar putea exista imprimante 3D care folosesc nanotehnologia pentru a crea produse prin depunerea lor atom cu atom. Lucrările preliminare cu sfaturi atomice sugerează că acest lucru este fezabil din punct de vedere științific. Au fost create mașini simple la scară atomică, cum ar fi roțile mici, tranzistoarele și „ADN-ul care merge”. Aceștia ar putea fi precursorii unor sisteme de producție personalizate mai avansate.