在模具的設計、制作及維護三個主要環節中，都能找到3D打印的應用案例。在模具設計開發之前，會有一個完整的產品設計開發過程。引入3D打印輔助產品的設計開發，不但可以降低產品實樣的研制費用，而且大幅縮短了開發的周期。模具的優勢在于大批量的產品生產，但鑒于傳統生產工藝的制約，新產品推出市場前通常得先開模具。如果市場反應良好，模具能投入到批量生產，自然皆大歡喜；倘若市場反應平平，新產品沒有批量生產的意義，那么前期開發的模具都將浪費。
如果用3D打印機生產出小批量新產品探索市場，可節省前期模具的開發周期及費用，即便是用3D打印代替部分配件，也可節省一筆模具開發費用。然后根據市場反饋的信息，對反應良好的產品進行改進后再開模生產，有的放矢的效果并非打魚撒網所能及。模具設計的合理性直接影響到模具制作的精度、工藝以及使用壽命，對于結構復雜的模具，用3D打印機將CAD軟件設計的模具構件打印出來，通過實際的裝配進一步驗證結構的合理性。
對于尺寸精度要求高而且結構復雜的塑料模，通常在正式開模前會先做一套試驗模。與正式模相比，試驗模的材料強度低、而且結構精簡，只需為正式模提供實際生產數據以供驗證即可。盡管如此，試驗模的費用以及生產周期仍然可觀。借助3D打印技術，將模腔以及抽芯等部件直接打印出來，再結合傳統的模具組立方式，可大幅降低模具的生產周期以及生產成本。以3D打印代替數控加工、電火花等多種加工工藝，使模具的加工與調試以及配件尺寸的調整變得相當便捷。
