3D-Druck, auch bekannt als Rapid Prototyping, ist ein Herstellungsverfahren, bei dem 3D-Objekte schnell auf einer Maschine mit angemessener Größe hergestellt werden, die mit einem Computer verbunden ist, der Blaupausen für das Objekt enthält. Die Grundprinzipien sind denen eines 2D-Druckers ähnlich: Materialkartuschen, Flexibilität der Ausgabe und Übersetzung des Codes in ein sichtbares Muster. Enthusiasten hoffen, dass Heimwerker eine Revolution der kundenspezifischen Fertigung einleiten und die Notwendigkeit einer zentralisierten Fertigung beseitigen (oder stark reduzieren). Anstatt in einen Laden zu gehen, um ein Geschirr abzuholen, könnte eine Person die Pläne online kaufen und aus einfachen Materialien ausdrucken.
Die Technologie, mit der 3D-Drucker funktionieren, erschien Mitte der 1990er Jahre. Nach ihrer Ankunft sagten Futuristen sofort voraus, dass die Menschen sie bald in jedem Haus sehen würden. Die Kosten für die Teile, zu denen zahlreiche flexible Fertigungswerkzeuge gehören, haben jedoch die Kosten für die meisten Menschen zu hoch gehalten, um sie sich leisten zu können. Aktuelle Modelle sind teure Maschinen für professionelle Produktdesigner oder Ingenieure, die damit Modelle erstellen, die beispielsweise für Kundenpräsentationen verwendet werden. Heutige Geräte arbeiten mit verschiedenen Rohstoffen wie Sägemehl und Leim, die in 3D-Strukturen gepresst werden können, solange das Design einen schrittweisen Schichtauftrag erlaubt.
Die neuesten 3D-Druckgeräte verwenden einen Laser und Metallstaub, um 3D-Objekte aus Metall herzustellen, was die Technologie attraktiver macht. Diese Maschinen wurden bereits von Israel und den Vereinigten Staaten verwendet, um UAVs oder unbemannte Luftfahrzeuge herzustellen. Das US-Militär forscht an einem kampfbereiten Drucker, der zur Herstellung von Kommunikationsgeräten nach Bedarf verwendet werden könnte.
Frühe Prognosen deuteten darauf hin, dass diese Maschinen wahrscheinlich eine Kombination aus Lasern und speziellen Polymeren verwenden würden, um Produkte herzustellen. Es gibt bestimmte Polymere, die sich nur unter einer bestimmten Lichtmischung verfestigen, und diese Eigenschaft kann man sich zunutze machen, indem man ein Duo von Lasern verwendet, die diese optischen Bedingungen unabhängig voneinander nicht erfüllen, aber zusammen verwendet werden. Wenn sich die beiden Laser in der Lösung kreuzen, verfestigt sie sich. Durch den Aufbau einer Struktur von Grund auf kann ein stabiles Produkt geschaffen werden, wenn das flüssige Polymer abgelassen wird. Diese Methode erwies sich jedoch als ziemlich teuer, und heute werden weniger technisch anspruchsvolle Techniken verwendet.
Eines Tages könnte es 3D-Drucker geben, die Nanotechnologie verwenden, um Produkte herzustellen, indem sie sie Atom für Atom ablagern. Vorarbeiten mit atomaren Tooltips legen nahe, dass dies wissenschaftlich machbar ist. Auf atomarer Ebene wurden einfache Maschinen geschaffen, wie kleine Räder, Transistoren und „wandelnde DNA“. Dies könnten die Vorläufer für fortschrittlichere kundenspezifische Fertigungssysteme sein.