3D打印（Three Dimensional Printing，3DPrinting）是依据产品的三维CAD模型，运用材料累积成型的原理，通过相应的程序控制将材料逐层堆积粘接，制造出实体产品的数字化制造技术。该技术也被称为“材料累加制造”、“分层制造”、“增材制造”、“快速原型”、“实体自由制造”等。
3D打印已经越来越快地融入各行各业，也冲击着传统制造业。传统减材加工与等材加工工艺难以实现空间曲面、复杂内腔、斜孔细长孔等复杂结构的加工制造，传统加工制造工序繁杂、装夹繁琐也是传统加工面临的一个缺憾，相比较于传统加工制造，3D打印在制造工序和制造复杂结构方面有很强的优越性，除此之外，3D打印在实现免装配制造和多材料制造方面也略胜一筹。当前，3D打印在汽车工业、军工业、航空航天等工业制造领域发展势头良好，同样的，在机械设计制造领域也有着大好的发展前景，以这样的发展趋势为前提，探究3D打印在机械设计制造行业的应用。
3D打印中“材料叠加”的制造思想最早起源于美国，目前，美国已经成为增材制造技术领先的国家。王红军教授（2014）将国内外增材制造技术分为三个阶段：第一阶段，从1892年到1988年，属于初期阶段，J.E.Blanther“关于分层制造法构成地形图”的研究，采用分层制造方法，申请美国专利，是增材制造技术的先驱。1986年，迈克尔.费根（Michael Feygin）研制成功了分层实体制造（Laminated Object Manufacturing,LOM），但由于材料有限，性能一直没有改善，所以没有引起业界重视；第二阶段，从1988年到1990年，这三年属于快速原型技术阶段，1988年世界上第一台商用快速成型机立体光刻机(SLA-1）由美国3D Systems公司研制成功，成为现代增材制造的标志性事件。在这一阶段，开发出来了多种快速成型技术：材料粉末三维打印工艺、选择性激光选区烧结、熔融沉积成型、激光工程化净成形工艺等相继产生；第三阶段是20世纪90年代至今，是直接增材制造阶段，政府和企业的研发投入增多，3D打印的设备、材料、产品大量涌现，产业不断壮大。2013年麻省理工学院研发成功四维打印技术（Four Dimensional Printing，4DP），4D打印在原来3D打印的基础上，加了“时间维度”，可预先构建模型和时间，按照产品的设计自动变形，形成相应的形状，创新技术也不断升级。
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