1. 几何计算问题：给定一个3D数字模型，需要离散成三角网格(STL文件)，然后加填充结构、加支撑结构，然后切片计算和路径规划，后才送到3D打印机，通过G代码输出一个实物模型。这个过程是3D打印机的切片引擎软件的主要工作，中间涉及到大量的几何计算；

   2. 打印约束问题：在很多情况下，输入的3D模型存在着一些问题，并不能直接输出给3D打印机，比如：3D模型本身的拓扑结构不规范，无法切片；由于出现悬空部分而打印失败；模型的尺寸太大，超过打印机所能打印的尺寸限制；没有考虑稳定性导致打印出物体无法正常放置等；

   3. 结构优化问题：由于设计师缺乏一些设计经验与力学知识，会导致其设计结果因为结构问题不能正常打印或在3D打印后会存在一些结构强度问题。强度不足可能会使3D模型在打印、运输或日常使用过程中受到***。这种问题我们称其为结构分析与优化问题；这时就需要通过力学与物理的计算（有限元方法--FEM）来优化模型的结构来满足需求； 笔者对于近年来结构优化方面的工作做了一个综述，发表在2017年的《计算机辅助设计与图形学学报》上（PDF）。

当前，在工业级3D打印机的技术参数表中，印速度的表述如下：如30-40mm/s,20-100mm/s,180mm/s(建议为60mm/s),180mm/s(正常情况为30-60mm/s)，在这方面，打印速度的不确定性很大，因为：

(1)未说明：所述速度是喷头在实际打印工件时的运动速度，还是在空转时的运动速度，显然后者可能比前者大得多。

(2)打印不同形状和尺寸的工件，需要打印不同长度的线段，需要打印不同弯曲半径的弯角，显然，在打印短线段和急弯打印时，速度必然较低，因此，上述技术参数表中的打印速度范围较宽，难以准确反映打印机的实际打印效率。