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从多层住宅、全尺寸船体到火箭部件与船用螺旋桨，机器人3D打印——亦称机械臂3D打印或机器人增材制造——正迎来广泛应用的高速发展期。这项技术在材料选择上几乎不受限制，涵盖聚合物、金属、混凝土等多种类别，且能够制造传统3D打印机难以胜任的大型复杂构件。
机械臂3D打印因其技术成熟度与广阔的工业应用前景而备受瞩目。《沃勒斯2025年报告》在分析增材制造行业现状时指出：“移动式增材制造机器人的部署正在改变生产格局，与工业4.0智能工厂的目标高度契合。未来五年，增材制造行业将在各类机器人技术领域实现显著增长。”
凭借极高的运动灵活性，机械臂越来越多地应用于大型项目中，如模具制造、大型原型制作、艺术雕塑、建筑构件、家具乃至火箭部件。它为3D打印带来了全新的设计自由度，几乎可以从任意角度进行打印，实现极其复杂的曲面几何形状。此外，其打印尺寸也远超普通打印机，甚至可达30米以上。
机械臂3D打印成型的零件通常无需支撑结构，这进一步提升了设计自由并节约了材料成本。当然，这要求结构本身具备自支撑能力，因此一般不适合悬垂式设计。不过，许多制造商已通过可调整打印平台方向的方式解决这一问题，使挤出层能与底层几何对齐，从而利用既有结构作为支撑，实现悬垂部分的打印。
机械臂打印的另一特点是无需像固定轴打印机那样依赖切片软件生成分层路径。这些设备通过专门的多轴刀具路径编程软件进行控制，此类软件在传统机械臂编程基础上，增加了针对增材制造的逻辑层。
此外，机械臂3D打印机大多以“自行组装”形式为主，尽管现成的完整解决方案平台也在逐渐增多。企业通常分别采购机械臂、挤出单元、软件等组件。尽管这或许会带来集成挑战，但对许多已拥有机械臂的制造企业而言，能够基于现有设备拓展新用途，反而降低了技术采纳与使用的门槛。
机械臂3D打印机一般不使用大型卷材，而通常采用颗粒或碎片状的聚合物、丝材或粉末状金属，以及来自专用容器的黏土或混凝土类材料。这不仅拓宽了材料来源，也提升了资源利用的可持续性。
在聚合物打印中，挤出机构从中央料斗吸取塑料颗粒，根据材料类型加热至适宜挤出的粘度。塑料颗粒广泛用于注塑等行业，因此通常比传统3D打印使用的丝材更经济。颗粒形态也便于材料混合、定制配方以及使用回收塑料碎片，同时由于加热区域更大、材料吞吐量更高，打印速度也普遍快于丝材打印。
在金属打印方面，机械臂3D打印通常与电弧增材制造或定向能量沉积技术结合，这类工艺属于独立的技术范畴，在此不作展开。
在混凝土打印中，机械臂3D打印也日益广泛应用于建筑与设计领域，例如打印墙体、长椅、花盆及轻型建筑构件。像Vertico和Twente AM等公司已提供多种机械臂与混凝土挤出配置，支持多样化的建造需求。
