การพิมพ์ 3 มิติเรียกอีกอย่างว่าการผลิตแบบเติมเนื้อวัสดุ เป็นเทคโนโลยีทั่วไปที่ใช้โลหะผงหรือวัสดุกาวที่ไม่ใช่โลหะเพื่อสร้างวัตถุตามไฟล์แบบจำลองดิจิทัลโดยการพิมพ์ทีละชั้น เครื่องพิมพ์ 3 มิติจะตัดแบบจำลองดิจิทัล จากนั้นให้หัวพิมพ์วางวัสดุบนแผ่นพิมพ์ซ้ำๆ ตามวิถีโคจรที่ตั้งไว้ล่วงหน้า และผสานชั้นวัสดุต่อเนื่องกันจนเกิดแบบจำลองสามมิติขั้นสุดท้าย เทคโนโลยีการสะสมฟิวชัน (FDM, Fuse Deposition Modeling) และเทคโนโลยีการบ่มด้วยแสง (SLA, Stereolithography) เป็นเทคโนโลยีการพิมพ์ 3 มิติที่พบมากที่สุดในตลาดในปัจจุบัน เนื่องจากเทคโนโลยีทั้งสองมีประวัติศาสตร์การพัฒนามาอย่างยาวนาน ไม่ว่าจะเป็นมืออาชีพหรือมือสมัครเล่น พวกเขาจึงมักใช้เทคโนโลยีทั้งสองนี้เป็นตัวเลือกแรกเข้าเมื่อสัมผัสกับเครื่องพิมพ์ 3 มิติ ดังนั้นจึงเป็นเทคโนโลยีการพิมพ์ 3 มิติที่พัฒนาเต็มที่ที่สุดในปัจจุบัน ไม่ว่าจะเป็นการสร้างต้นแบบ การแสดงแบบจำลอง หรือการผลิตชิ้นส่วนทั่วไป แม้ว่าทั้งสองจะสามารถพิมพ์ชิ้นส่วนที่ค่อนข้างคล้ายคลึงกันสำหรับผู้ใช้ได้ แต่วิธีการเลือกกระบวนการและวัสดุ 3 มิติที่เหมาะสมที่สุดในกระบวนการผลิตจริงยังคงเป็นสิ่งที่จำเป็น ใส่ใจในรายละเอียดมากมาย ลองเปรียบเทียบข้อดีและข้อเสียของกระบวนการทั้งสองนี้และภายใต้สถานการณ์ใดที่ควรใช้ หลักการทำงานของเครื่องพิมพ์ 3D ของเทคโนโลยี FDM คือการรีดเทอร์โมพลาสติกที่หลอมละลายลงบนแพลตฟอร์มการพิมพ์ 3 มิติ และวางมันทีละชั้นในลักษณะทีละชั้นจนกว่าจะสร้างแบบจำลอง 3 มิติขั้นสุดท้าย มีวัสดุเครื่องพิมพ์ 3D หลายประเภทที่ใช้เทคโนโลยี FDM ตั้งแต่ ABS, PLA ทั่วไปไปจนถึงวัสดุผสมที่เจือด้วยผงเสริมที่หลากหลาย ทำให้ขอบเขตการใช้งานของเครื่องพิมพ์ FDM 3D กว้างมาก ในเวลาเดียวกัน เนื่องจากเทคโนโลยี FDM แบบโอเพ่นซอร์ส ผู้ที่ชื่นชอบยังสามารถปรับแต่งเครื่องพิมพ์ 3D ได้ เพื่อให้การตั้งค่าการพิมพ์และอุปกรณ์เสริมฮาร์ดแวร์สามารถเปลี่ยนแปลงได้ตามความต้องการที่แตกต่างกันเพื่อตอบสนองความต้องการของสถานการณ์เฉพาะทางมากขึ้น เครื่องพิมพ์ 3D เทคโนโลยี SLA ใช้เลเซอร์ยูวีหรือโปรเจ็กเตอร์แสงเพื่อติดตามแต่ละชั้นของวัตถุอย่างต่อเนื่อง

ปัญหาใหญ่ของโครงเครื่องพิมพ์ FDM 3D ที่มีอยู่คือ มีฟังก์ชันเดียว ไม่สามารถรักษาอุณหภูมิให้คงที่ และเพิ่มประเภทของวัสดุการพิมพ์ ความแม่นยำในการพิมพ์ลดลง ประสิทธิภาพต่ำ อัตราความสำเร็จต่ำ และการสูญเสียวัตถุดิบเป็นเรื่องร้ายแรง ปัจจุบันมีเครื่องพิมพ์ 3D แบบเทอร์โมสแตท แต่ส่วนใหญ่จะใช้ในอุปกรณ์ระดับไฮเอนด์เท่านั้น ซึ่งไม่ธรรมดาในเครื่องพิมพ์ทั่วไป และเครื่องพิมพ์ดังกล่าวมีราคาแพงและไม่เหมาะสำหรับการเผยแพร่ในเครื่องพิมพ์ 3 มิติ

การพิมพ์ 3 มิติหรือการผลิตแบบเพิ่มเนื้อเป็นกระบวนการสร้างวัตถุสามมิติที่มีรูปร่างแทบทุกรูปแบบจากแบบจำลองดิจิทัล การพิมพ์ 3 มิติทำได้โดยใช้กระบวนการเติมแต่ง โดยที่ชั้นวัสดุต่อเนื่องกันจะถูกวางในรูปทรงต่างๆ การพิมพ์ 3 มิติยังถือว่าแตกต่างจากเทคนิคการตัดเฉือนแบบดั้งเดิม ซึ่งส่วนใหญ่ต้องอาศัยการนำวัสดุออกโดยวิธีการต่างๆ เช่น การตัดหรือการเจาะ (กระบวนการลบ)