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3D 打印经过30 年的发展，已经形成了一条完整的产业链。产业链的每个环节都聚集了一批领先企业。上游涵盖了扫描设备、逆向工程软件、在线社区、CAD 软件、数据修复和材料，解决了3D 打印的数据和材料来源;中游以设备企业为主，这些企业大都提供材料和打印服务业务，在整个产业链中占据主导地位;下游打印服务是行业发展到一定阶段才出现的商业模式，该环节介于中游和下游之间，负责衔接3D 打印与下游行业应用。从专业级别划分来看，企业大多数集中在工业级领域。
制造业
在3D打印发展之初，其应用仅局限在原型制作或工艺品打印。随着3D打印技术的日趋成熟，在汽车、航空、医疗、教育、电子消费品等领域有了更为广泛的应用。其中3D打印在航空和汽车领域的发展已经比较成熟，而生物医疗则成为了最近3D打印研究的热门领域。
汽车行业
汽车制造商可以算作是增材制造技术的最早使用者之一，过去几十年汽车制造商多将3D打印技术应用于小批量原型制造。最近几年，各大汽车制造商开始加大3D打印技术使用步伐，向更高价值的应用转变，3D打印在汽车行业的应用正在从用于最终检查和设计验证的相对简单的概念模型，演进到用于测试车辆、发动机和平台的功能性部件。目前，汽车行业是3D打印的原型零部件的主要生产者，每年汽车行业将生产超过10万件原型零部件和添加制造的模具。
航空航天
3D打印技术特别是金属直接快速成形工艺成为航空航天领域的应用热点，其优势体现在生产周期短、生产成本低、减重（轻量化）等方面。
由于航空航天设备所需要的零部件往往都是一些需要单件定制的小部件，如果运用传统工艺制作势必会存在制作周期过长、成本过高的问题。3D打印工艺制造速度快，成型后的近形件仅需少量后续机加工，可以显著缩短零部件的生产周期，满足对航空航天产品的快速响应要求。3D打印加工过程的材料利用率很高，成形过程无需专用模具、工具和夹具，可以节省制造航空航天装备零部件所需的昂贵原材料，显著降低制造成本。
金属零件直接成形时的快速凝固特征可提高零件的机械性能和耐腐蚀性，与传统制造工艺相比，成形零件可在不损失塑性的情况下使强度得到较大提高。如由激光快速成型技术打造的一次成型钛合金的承力能力比普通锻造、焊接强上近30%。
同时，3D打印拥有良好的设计灵活性和加工柔性。3D打印工艺能够实现单一零件中材料成分的实时连续变化，使零件的不同部位具有不同成分和性能，是制造异质材料（如功能梯度材料、复合材料等）的最佳工艺。航空航天装备的零部件由于工作环境的特殊性通常对材料的性能和成分有着严格甚至苛刻的要求，大量试用各种高性能的难加工材料，而3D打印技术可以方便地采用高熔点、高硬度的高温合金、钛合金等难加工材料。
医疗行业
目前医疗行业3D打印技术的应用主要有以下几方面：一是无需留在体内的医疗器械，包括医疗模型、诊疗器械、康复辅具、假肢、助听器、手术导板等;二是个性化永久植入物，使用钛合金、钴铬钼合金、生物陶瓷和高分子聚合物等材料3D打印骨骼、软骨、关节、牙齿等产品，通过手术植入人体;三是3D生物打印，即使用含细胞和生长因子的“生物墨水”，结合其他材料层层打印出产品，经体外和体内培育，形成有生理功能的组织结构。
体外医学模型
3D打印模拟器官可以用来检测药物效果，一方面有利于缩短临床药物研发周期，另一方面可以避免潜在的人体试验损害，极大地节省新药的研发费用。构建3D 模型在手术设计、操作演练等方面具有广阔的应用前景和极高的应用价值。器官或组织的3D 医疗模型，能够将器官或组织内部构造的细节逼真地显示出来，使得医学知识变得更加直观明了。这种技术已在整复外科、口腔科、眼科等领域中的颅骨修复、下颌骨修复正形等方面发挥了积极作用。
3D打印通过复杂建模可造福外科手术。医生在手术前可以在患者体外再现体内实际模型，可以通过反复利用模型进行实验分析，从而减少在真实手术中的效率和风险。例如，北京阜外医院主要将这一技术应用在心血管介入手术方面，与比利时的3D 打印服务商Materialise 合作，在手术前提前模拟打印出心脏模型进行精准化训练，从而大大提升手术的成功率。这种方法对于先天心脏缺陷的婴儿好处明显，因为婴儿的器官相对弱小，手术就必须有更充分的准备，也必须非常精细。
定制化医疗器械/组织工程
3D打印技术在助听器、假肢制造、康复辅具、骨科手术个性化导板、人工关节、人工外耳和个性化种植牙等方面已得到了广泛应用。运用3D 打印技术设计和制作的助听器可满足个性化需求。利用3D 打印技术制造出的假肢也更加符合人体工学。应用金属打印制作的多孔钛结构，生物学表现特性更加合理，具有轻量化，更加符合人体工程学，从而克服了传统制造工艺的限制。
传统牙齿修复过程相对复杂，难以保证精度，返修率高、制作周期长。将3D打印技术运用到义齿修复中已经成为牙科领域广泛应用的技术，降低了义齿修复成本，缩短了制作周期。此外，3D 打印在骨科的应用可实现低成本假肢打印。
人工器官和组织
3D 打印技术不仅能够打印医疗模型、医疗器械，还可以根据患者需要打印出相应的器官。
3D生物打印使用含细胞和生长因子的“生物墨水”，结合其他医疗材料层层打印出产品，经体外和体内培育，形成有生长能力功能的组织结构。这项技术的推广与使用有望解决全球面临的移植组织或器官不足的难题。
美国圣迭戈Organovo将细胞用作“生物墨汁”，通过3D打印程序制成活性人体组织片，已成功打印出心肌组织、动脉血管等。爱丁堡赫瑞瓦特大学开发了一种基于瓣膜的双喷嘴打印机，配有两个“墨盒”，一个装着浸在细胞培养基中的人体胚胎干细胞，另一个只有培养基。使用这一打印机可打印用于组织再生的首例人体胚胎干细胞以及其他活细胞的打印。所研发的3D 打印机通过控制实现精确打印速度和墨水流量。
制造业
在3D打印发展之初，其应用仅局限在原型制作或工艺品打印。随着3D打印技术的日趋成熟，在汽车、航空、医疗、教育、电子消费品等领域有了更为广泛的应用。其中3D打印在航空和汽车领域的发展已经比较成熟，而生物医疗则成为了最近3D打印研究的热门领域。
汽车行业
汽车制造商可以算作是增材制造技术的最早使用者之一，过去几十年汽车制造商多将3D打印技术应用于小批量原型制造。最近几年，各大汽车制造商开始加大3D打印技术使用步伐，向更高价值的应用转变，3D打印在汽车行业的应用正在从用于最终检查和设计验证的相对简单的概念模型，演进到用于测试车辆、发动机和平台的功能性部件。目前，汽车行业是3D打印的原型零部件的主要生产者，每年汽车行业将生产超过10万件原型零部件和添加制造的模具。
航空航天
3D打印技术特别是金属直接快速成形工艺成为航空航天领域的应用热点，其优势体现在生产周期短、生产成本低、减重（轻量化）等方面。
由于航空航天设备所需要的零部件往往都是一些需要单件定制的小部件，如果运用传统工艺制作势必会存在制作周期过长、成本过高的问题。3D打印工艺制造速度快，成型后的近形件仅需少量后续机加工，可以显著缩短零部件的生产周期，满足对航空航天产品的快速响应要求。3D打印加工过程的材料利用率很高，成形过程无需专用模具、工具和夹具，可以节省制造航空航天装备零部件所需的昂贵原材料，显著降低制造成本。
金属零件直接成形时的快速凝固特征可提高零件的机械性能和耐腐蚀性，与传统制造工艺相比，成形零件可在不损失塑性的情况下使强度得到较大提高。如由激光快速成型技术打造的一次成型钛合金的承力能力比普通锻造、焊接强上近30%。
同时，3D打印拥有良好的设计灵活性和加工柔性。3D打印工艺能够实现单一零件中材料成分的实时连续变化，使零件的不同部位具有不同成分和性能，是制造异质材料（如功能梯度材料、复合材料等）的最佳工艺。航空航天装备的零部件由于工作环境的特殊性通常对材料的性能和成分有着严格甚至苛刻的要求，大量试用各种高性能的难加工材料，而3D打印技术可以方便地采用高熔点、高硬度的高温合金、钛合金等难加工材料。
医疗行业
目前医疗行业3D打印技术的应用主要有以下几方面：一是无需留在体内的医疗器械，包括医疗模型、诊疗器械、康复辅具、假肢、助听器、手术导板等;二是个性化永久植入物，使用钛合金、钴铬钼合金、生物陶瓷和高分子聚合物等材料3D打印骨骼、软骨、关节、牙齿等产品，通过手术植入人体;三是3D生物打印，即使用含细胞和生长因子的“生物墨水”，结合其他材料层层打印出产品，经体外和体内培育，形成有生理功能的组织结构。
体外医学模型
3D打印模拟器官可以用来检测药物效果，一方面有利于缩短临床药物研发周期，另一方面可以避免潜在的人体试验损害，极大地节省新药的研发费用。构建3D 模型在手术设计、操作演练等方面具有广阔的应用前景和极高的应用价值。器官或组织的3D 医疗模型，能够将器官或组织内部构造的细节逼真地显示出来，使得医学知识变得更加直观明了。这种技术已在整复外科、口腔科、眼科等领域中的颅骨修复、下颌骨修复正形等方面发挥了积极作用。
3D打印通过复杂建模可造福外科手术。医生在手术前可以在患者体外再现体内实际模型，可以通过反复利用模型进行实验分析，从而减少在真实手术中的效率和风险。例如，北京阜外医院主要将这一技术应用在心血管介入手术方面，与比利时的3D 打印服务商Materialise 合作，在手术前提前模拟打印出心脏模型进行精准化训练，从而大大提升手术的成功率。这种方法对于先天心脏缺陷的婴儿好处明显，因为婴儿的器官相对弱小，手术就必须有更充分的准备，也必须非常精细。
定制化医疗器械/组织工程
3D打印技术在助听器、假肢制造、康复辅具、骨科手术个性化导板、人工关节、人工外耳和个性化种植牙等方面已得到了广泛应用。运用3D 打印技术设计和制作的助听器可满足个性化需求。利用3D 打印技术制造出的假肢也更加符合人体工学。应用金属打印制作的多孔钛结构，生物学表现特性更加合理，具有轻量化，更加符合人体工程学，从而克服了传统制造工艺的限制。
传统牙齿修复过程相对复杂，难以保证精度，返修率高、制作周期长。将3D打印技术运用到义齿修复中已经成为牙科领域广泛应用的技术，降低了义齿修复成本，缩短了制作周期。此外，3D 打印在骨科的应用可实现低成本假肢打印。
人工器官和组织
3D 打印技术不仅能够打印医疗模型、医疗器械，还可以根据患者需要打印出相应的器官。
3D生物打印使用含细胞和生长因子的“生物墨水”，结合其他医疗材料层层打印出产品，经体外和体内培育，形成有生长能力功能的组织结构。这项技术的推广与使用有望解决全球面临的移植组织或器官不足的难题。
美国圣迭戈Organovo将细胞用作“生物墨汁”，通过3D打印程序制成活性人体组织片，已成功打印出心肌组织、动脉血管等。爱丁堡赫瑞瓦特大学开发了一种基于瓣膜的双喷嘴打印机，配有两个“墨盒”，一个装着浸在细胞培养基中的人体胚胎干细胞，另一个只有培养基。使用这一打印机可打印用于组织再生的首例人体胚胎干细胞以及其他活细胞的打印。所研发的3D 打印机通过控制实现精确打印速度和墨水流量。