La impresión 3D, también conocida como creación rápida de prototipos, es un método de fabricación mediante el cual los objetos 3D se crean rápidamente en una máquina de tamaño razonable conectada a una computadora que contiene planos del objeto. Los principios básicos son como los de una impresora 2D: cartuchos de materiales, flexibilidad de salida y traducción del código en un patrón visible. Los entusiastas esperan que los «fabbers» domésticos marquen el comienzo de una revolución de fabricación personalizada y eliminen (o reduzcan en gran medida) la necesidad de fabricación centralizada. En lugar de ir a una tienda a recoger un juego de platos, una persona podría comprar los planos en línea e imprimirlos a partir de materiales simples.
La tecnología que permite que las impresoras 3D funcionen apareció a mediados de la década de 1990. Después de su llegada, los futuristas predijeron inmediatamente que la gente pronto los vería en todos los hogares. Sin embargo, el costo de las piezas, que incluye numerosas herramientas de fabricación flexibles, ha mantenido el costo demasiado alto para la mayoría de las personas. Los modelos actuales son máquinas costosas para que las utilicen diseñadores o ingenieros de productos profesionales, que las utilizan para hacer modelos para usar en presentaciones a clientes, por ejemplo. Los dispositivos actuales funcionan con varias materias primas, como aserrín y pegamento, que se pueden presionar en estructuras 3D siempre que el diseño permita que las capas se apliquen de forma incremental.
Los dispositivos de impresión 3D más nuevos utilizan un láser y polvo metálico para hacer objetos 3D de metal, lo que hace que la tecnología sea más atractiva. Israel y Estados Unidos ya han utilizado estas máquinas para fabricar vehículos aéreos no tripulados o vehículos aéreos no tripulados. El ejército de los Estados Unidos está investigando una impresora lista para el campo de batalla que podría usarse para fabricar dispositivos de comunicaciones cuando sean necesarios.
Las primeras proyecciones sugirieron que estas máquinas probablemente usarían una combinación de láseres y polímeros especiales para fabricar productos. Hay ciertos polímeros que solidifican solo bajo una cierta mezcla de luz, y esta propiedad puede explotarse usando un dúo de láseres que, independientemente, no cumplen estas condiciones ópticas, pero las cumplen cuando se usan juntos. Cuando los dos láseres se cruzan en la solución, se solidifica. Al construir una estructura desde cero, se puede crear un producto estable cuando se drena el polímero líquido. Sin embargo, este método resultó bastante caro y en la actualidad se utilizan técnicas menos exigentes desde el punto de vista técnico.
Algún día, puede haber impresoras 3D que utilicen la nanotecnología para crear productos depositándolos átomo por átomo. El trabajo preliminar con información sobre herramientas atómicas sugiere que esto es científicamente factible. Se ha creado maquinaria simple a escala atómica, como ruedas pequeñas, transistores y «ADN andante». Estos podrían ser los precursores de sistemas de fabricación personalizados más avanzados.