3D打印的材料問題。目前，可以廣泛應用的3D打印產品集中在裝飾品、模具模型、個性化家居產品以及汽車和飛機的小尺寸零件上。使用的材料無非是樹脂、塑料、普通金屬粉末。這個行業要想向高端發展，必須突破合金材料和高分子復合材料對性能要求非常高的壁壘，這些材料涉及上百種甚至更多。只有這樣，3D打印技術才能進入航空航天、人工智能、大型復雜機械、生物醫學等領域。
3D打印的能源問題。目前3D打印使用的能源是激光，但其生產效率有待提高，尤其是在加工大尺寸、高熔點的金屬制品時。最近，美國Sciaky公司聲稱發現了壹種更好的能源——電子束。有了強大的電子束槍，印刷效率可以提高壹倍。
3D打印設備的優化。壹方面涉及到行業的經濟性，對於量產產品來說成本問題很重要；另壹方面是技術先進。如果3D打印的精度能夠接近納米級(目前約為0.1mm)，將會大大拓展這個行業的應用範圍，帶來很多革命性的成果。