La nascita della stampa 3D risale al 1986, anno di pubblicazione del brevetto di Chuck Hull, già inventore della stereolitografia. Dal 1986 ad oggi la stampa 3D si è evoluta e differenziata molto velocemente grazie all'introduzione di tecniche di stampa innovative e di innumerevoli materiali con diverse caratteristiche meccaniche, permettendo così la diffusione di questa tecnica di produzione nei settori più diversi.
Rispetto ad altre tecnologie per la produzione sottrattiva, le stampanti 3D sono generalmente più veloci, più affidabili e più semplici da usare; il loro punto di forza è la possibilità di stampare e assemblare parti composte da diversi materiali con diverse proprietà fisiche e meccaniche in un singolo processo di costruzione. Le tecnologie di stampa 3D avanzate creano prototipi che emulano molto le funzionalità degli oggetti finali; in alcuni casi gli oggetti vengono progettati ed utilizzati direttamente come oggetti finali.
«La stampa tridimensionale rende economico creare singoli oggetti tanto quanto crearne migliaia e quindi mina le economie di scala. Essa potrebbe avere sul mondo un impatto così profondo come lo ebbe l'avvento della fabbrica... Proprio come nessuno avrebbe potuto predire l'impatto del motore a vapore nel 1750 - o della macchina da stampa nel 1450, o del transistor nel 1950 - è impossibile prevedere l'impatto a lungo termine della stampa 3D. Ma la tecnologia sta arrivando, ed è probabile che sovverta ogni campo che tocchi.»
(tratto da "The Economist", 10 febbraio 2011)
Nel 2009 la scadenza del brevetto 5.121.329 sulla tecnologia FDM ha reso le stampanti 3D economicamente accessibili alle piccole e medie imprese, nonché a makers, architetti e designers.
La stampa 3D si usa comunemente nella visualizzazione dei modelli, nella prototipazione/CAD, nella colata dei metalli, nell'architettura, nell'educazione, nell'ingegneria geospaziale, nella sanità e nell'intrattenimento/vendita al dettaglio. Altre applicazioni includerebbero la ricostruzione dei fossili in paleontologia, la replica di manufatti antichi e senza prezzo in archeologia, la ricostruzione di ossa e parti di corpo in medicina legale e la ricostruzione di prove gravemente danneggiate acquisite dalle indagini sulla scena del crimine. L'uso delle tecnologie di scansione 3D consente la replica di oggetti reali senza l'utilizzo delle tecniche di stampaggio, che in molti casi possono essere più costose, più difficili, o anche più invasive da eseguire; particolarmente con preziosi o delicati manufatti dei beni culturali dove il contatto diretto delle sostanze di stampaggio potrebbe danneggiare la superficie dell'oggetto originale.
La tecnologia della stampa 3D viene inoltre attualmente studiata dalle aziende e dalle accademie di biotecnologia per il possibile uso nelle applicazioni di ingegneria tissutale in cui sono costruiti organi e parti di corpo usando tecniche a getto d'inchiostro. Strati di cellule viventi sono depositati su un mezzo gelatinoso e accumulati lentamente per formare strutture tridimensionali. Per riferirsi a questo campo di ricerca si sono usati vari termini: tra gli altri, stampa organica, bio-stampa e ingegneria tissutale assistita da elaboratore.
Le differenze principali fra le diverse tecnologie di stampa 3D riguardano il modo in cui sono stampati gli strati. Alcuni metodi usano materiali che si fondono, si sinterizzano o si ammorbidiscono col calore per produrre gli strati, ad es. il selective laser sintering (SLS) e la modellazione a deposizione fusa (fused deposition modeling, FDM), mentre altri depongono materiali liquidi che sono fatti indurire con tecnologie diverse.
Il metodo FDM è basato su un ugello che deposita un polimero fuso strato dopo strato per creare la geometria del pezzo. I polimeri più conosciuti che vengono utilizzati col metodo FDM sono il PLA ( Acido polilattico ) e l'ABS ( Acrilonitrile butadiene stirene ).
Un altro approccio chiamato SLS è la fusione selettiva di un mezzo stampato in un letto granulare. In questa variazione, il mezzo non fuso serve a sostenere le sporgenze e le pareti sottili nella parte che viene prodotta, riducendo il bisogno di supporti ausiliari temporanei per il pezzo da lavorare. Normalmente si usa un laser per sinterizzare il mezzo e formare il solido.
Per poter stampare in 3D un oggetto si parte da un modello 3D, realizzato con con software di modellazione 3D come Blender, AutoCAD e OpenSCAD o tramite una scansione con scanner 3D. Esportato il modello nel formato .STL,lo si carica in un software apposito che viene comunemente detto Slicer tra i più usati CURA, Slic3R. Con questi software si impostano tutti i parametri di stampa, come lo spessore del layer, l'infill, la velocità di stampa. Inseriti tutti i parametri si esporta il file di stampa in formato G-Code, poi inviato o caricato direttamente sulla stampante 3D.
