3D打印相关问题是目前图形学研究的热点之一。研究者从不同角度出发，结合相关领域提出了一系列令人耳目一新的算法和框架。

在3D模型设计阶段，常常需要打印成品满足某种形态上的约束。比如能够进行某种程度的形变、能够保持特定姿态等。有限元相关技术能够对物体进行有效物理仿真，可以在物体设计阶段对3D数字模型物理性质进行模拽。根据模拟结果调整物体模型使3D打印成品满足设计需求。Bickel等介绍了一种多材料物体设计与制作方法，借助有限元仿真技术对3D模型进行仿真，对模型各处使用材料种类进行优化，使打印物体满足相应形变约束。在动画、游戏中虚拟人物的形态、动作是由动画师根据生活经验和想象力进行设计。将动画角色进行3D打印制作成实体，并能摆出一致的姿势、产生相似的形变并不容易。Skouras等提出了解决此问题的方法。通过对模型内部材料分布的优化，使打印模型能够在图钉、线等牵引下摆出特定形状。若3D打印过程中使用较软的材料，制作成的3D模型在重力作用下会产生明显形变。如图所示，（b）为用户期望的打印模型呈现姿态。而模型需要为（a）的形状进行制作，放置在桌面上受到重力作用后才会形如（b）。（c）为对模型（a）进行3D打印后放在桌面上的照片。Chen等提出了基于有限元仿真的优化方法，解决了以上逆向设计的问题。