Η τεχνολογία τρισδιάστατης εκτύπωσης εμφανίστηκε τη δεκαετία του 1980, με την ανάπτυξη μεθόδων που εξακολουθούν να υπάρχουν, όπως η στερεολιθογραφία [Stereolithography, SLA] από τον C. Hull, η επιλεκτική πυροσυσσωμάτωση με λέιζερ [Selective Laser Sintering, SLS] από τον C. Deckard και η μοντελοποίηση με εναπόθεση σύντηξης [Fused Deposition Modeling, FDM] από τον S.S. Crump. Αρχικά, εφαρμόστηκε στον βιομηχανικό τομέα, κυρίως για την ταχεία πρωτοτυποποίηση προϊόντων. Από το 1999, η τρισδιάστατη εκτύπωση εισήλθε στον τομέα της ιατρικής, με εφαρμογές όπως η εκτύπωση τρισδιάστατων οργάνων, ενώ ιδιαίτερη αναγνώριση απέκτησε η βιοεκτύπωση [bioprinting] με βιολογικά υλικά (π.χ. κύτταρα) για τη σύνθεση δομών προς μεταμόσχευση. Από το 2010 και μετά, οι τρισδιάστατοι εκτυπωτές έγιναν πιο προσιτοί σε μικρότερες επιχειρήσεις, στο ευρύ κοινό, σε καλλιτέχνες και εκπαιδευτικά ιδρύματα. Σήμερα, υπάρχουν πολλές μέθοδοι τρισδιάστατης εκτύπωσης που αξιοποιούνται από ένα ευρύ φάσμα τομέων, όπως η βιομηχανία, η αρχιτεκτονική, οι κατασκευές, η ιατρική, η αεροδιαστημική, η εκπαίδευση, η μόδα, το εμπόριο, η σύγχρονη τέχνη και οι παραστατικές τέχνες.
Για την εκτύπωση απαιτείται ένα ψηφιακό τρισδιάστατο μοντέλο που δημιουργείται μέσω λογισμικών προτυποποίησης ή με σάρωση ενός πραγματικού αντικειμένου. Το ψηφιακό μοντέλο εκτυπώνεται με τη μέθοδο της προσθετικής κατασκευής, δηλαδή με επάλληλες στρώσεις υλικού. Το υλικό εκτύπωσης μπορεί να είναι ένα νήμα π.χ. PLA, PETG κ.ά. για FDM εκτυπωτές ή υγρή ρητίνη για SLA εκτυπωτές.
Στις παραστατικές τέχνες, η τεχνολογία τρισδιάστατης εκτύπωσης βρίσκει εφαρμογή στην υλική πλευρά της παραγωγής και της σκηνογραφίας, με τις πρώτες εφαρμογές να χρονολογούνται από τις αρχές της δεκαετίας του 1990. Για μια θεατρική παράσταση μπορούν να εκτυπωθούν σκηνικά, κοστούμια, προσωπίδες, προσθετικό μακιγιάζ, κοσμετολογικές εφαρμογές, ειδικά εφέ και είδη φροντιστηρίου (π.χ. εξαρτήματα, κοσμήματα, στοιχεία διακόσμησης). Η τρισδιάστατη εκτύπωση χρησιμοποιείται και για τη δημιουργία μακετών σκηνικών. Τα αντικείμενα μπορούν να εκτυπωθούν σε οποιαδήποτε κλίμακα, ενώ τα ψηφιακά μοντέλα μπορεί να είναι πρωτότυπα ή να προέρχονται από αποθετήρια. Η χρήση της εν λόγω τεχνολογίας διασφαλίζει ακρίβεια στην εφαρμογή των εκτυπωμένων αντικειμένων, εξοικονόμηση χρόνου και μειωμένο κόστος παραγωγής.
Στη σκηνογραφία θεατρικών παραστάσεων, η τρισδιάστατη εκτύπωση μπορεί να χρησιμοποιηθεί τόσο για τη δημιουργία αρχιτεκτονικών και διακοσμητικών λεπτομερειών του σκηνικού όσο και για την κατασκευή σκηνικών μεγάλων διατάσεων. Χαρακτηριστικό παράδειγμα αποτελεί το περιστρεφόμενο άγαλμα του Αγαμέμνονα, ύψους άνω των επτά μέτρων, που εκτυπώθηκε για το σκηνικό της όπερας Ηλέκτρα [Elektra, 2015] του Richard Strauss (Ρίχαρντ Στράους) από την Opéra de Montréal του Καναδά, σε σκηνοθεσία του Alain Gauthier [Αλαίν Γκωτιέ]. Το άγαλμα χωρίστηκε εικονικά σε 2.900 τμήματα και εκτυπώθηκε σε επτά εκτυπωτές μέσα σε τέσσερις μήνες, με τη χρήση 400 κιλών νήματος. Για την όπερα Φρα Διάβολος [Fra Diavolo, 2017] του Daniel Auber [Ντανιέλ Ωμπέρ], σε σκηνοθεσία Giorgio Barberio Corsetti [Τζώρτζιο Μπαρμπέριο Κορζέττι] από το Teatro dell'Opera της Ρώμης, δημιουργήθηκε ένα τρισδιάστατα εκτυπωμένο σκηνικό που αποτελείτο από δύο ψηλά, παραμορφωμένα κτίρια. Το σκηνικό διαιρέθηκε σε 223 κομμάτια, ώστε να διευκολυνθεί η ταυτόχρονη εκτύπωση, διάρκειας τριών μηνών, σε πέντε εκτυπωτές, με PLA. Επιπροσθέτως, για την όπερα Δον Πασχάλης [Don Pasquale, 2018 και 2024] του Gaetano Donizetti [Γκαετάνο Ντονιτζέττι], από το Teatro alla Scala σε σκηνοθεσία του Davide Livermore [Νταβίντε Λιβερμόρε], εκτυπώθηκε σε φυσικό μέγεθος ένα αυτοκίνητο της δεκαετίας του 1950. Η εκτύπωση ολοκληρώθηκε μέσα σε 85 ώρες και αποτελούσε μια ελαφριά κατασκευή, που ανυψώθηκε στη σκηνή μαζί με την πρωταγωνίστρια.
Οι τρισδιάστατοι εκτυπωτές αποτελούν απαραίτητα εργαλεία και για τους σχεδιαστές ενδυμάτων, κυρίως για τη δημιουργία προσαρμοσμένων στοιχείων σε υπάρχοντα κοστούμια. Το Cirque du Soleil, ήδη από το 2009, αξιοποιεί την τρισδιάστατη σάρωση και εκτύπωση για τη δημιουργία κοστουμιών και καλυμμάτων κεφαλής. Για την όπερα του Wolfgang Rihm [Βόλφγκανγκ Ριμ] Η κατάκτηση του Μεξικού [Die Eroberung von Mexico, 2013], από το Teatro Real της Μαδρίτης, σε σκηνοθεσία Pierre Audi [Πιέρ Ωντί], εκτυπώθηκε μια πανοπλία από ελαστομερές υλικό, η οποία αποτέλεσε μέρος ενός κοστουμιού της παράστασης. Το τρισδιάστατο μοντέλο σχεδιάστηκε στο λογισμικό Rhino, σύμφωνα με τις ακριβείς διαστάσεις του σώματος του ηθοποιού.
Στη βιομηχανία του κινηματογράφου και της τηλεόρασης, η τρισδιάστατη προτυποποίηση και εκτύπωση χρησιμοποιούνται ιδιαίτερα σε ταινίες επιστημονικής φαντασίας και φανταστικού. Μέσω αυτών, επιτυγχάνεται υψηλή ταχύτητα παραγωγής, ακρίβεια εφαρμογής και αντοχή των αντικειμένων αλλά και εξαιρετική λεπτομέρεια σε σύγκριση με τη χειροποίητη κατασκευή τους. Όπως και στο θέατρο, στόχος είναι η εξοικονόμηση χρόνου, κόστους και πόρων. Σε ορισμένες περιπτώσεις, τα τρισδιάστατα εκτυπωμένα αντικείμενα χρησιμοποιούνται για πρωτοτυποποίηση, ως δοκιμαστικές μακέτες ή ως καλούπια για χύτευση υλικών. Η Marvel Studios υπήρξε μία από τις πρώτες εταιρείες που αξιοποίησαν την συγκεκριμένη τεχνολογία σε κινηματογραφικές παραγωγές.
Η τρισδιάστατη εκτύπωση εφαρμόζεται και στο κουκλοθέατρο, καθώς δίνει τη δυνατότητα κατασκευής ολόκληρων μαριονετών, κουκλών και μηχανικών φιγούρων [animatronics]. Τα σώματα, οι μηχανισμοί και οι αρθρώσεις σχεδιάζονται και κατασκευάζονται με ακρίβεια, προσαρμοσμένα στις ανάγκες του κουκλοπαίκτη / της κουκλοπαίκτριας. Μαριονέτες-χαρακτήρες εκτυπώνονται και για ταινίες κινούμενης εικόνας [stop-motion animation]: Για τις ταινίες του στούντιο LAIKA εκτυπώθηκαν χιλιάδες διαφορετικά πρόσωπα χαρακτήρων, τα οποία προσαρμόζονταν στα κεφάλια των μαριονετών με μαγνήτες για τη διευκόλυνση της καταγραφής των εκφράσεων. .
Η εν λόγω τεχνολογία βρίσκει εφαρμογές και στον τομέα του χορού, συμβάλλοντας στη δημιουργία ευφάνταστων σκηνικών και πρακτικών εξαρτημάτων. Για παράδειγμα, έχουν εκτυπωθεί υποδήματα μπαλέτου πουέντ [pointe shoes] που προσαρμόζονται καλύτερα στα πόδια των χορευτών / χορευτριών, παρέχοντας μεγαλύτερη άνεση και ανθεκτικότητα.
Τέλος, το 2023, στον εξωτερικό χώρο του Long Center for The Performing Arts στο Ώστιν του Τέξας, κατασκευάστηκε με τη χρήση ρομποτικού εκτυπωτή μεγάλης κλίμακας η πρώτη τρισδιάστατα εκτυπωμένη υπαίθρια σκηνή παραστάσεων και μουσικών εκδηλώσεων από σκυρόδεμα.
