1970-luvulla Joseph Henry Condon ja muut Bell Labsissa kehittivät UCDS-järjestelmän (Unix Circuit Design System), jolla automatisoitiin työläs ja virhealtis tehtävä, jossa piirustuksia muunnettiin manuaalisesti piirilevyjen valmistamiseksi tutkimus- ja kehitystoimintaa varten.
1980-luvulle tultaessa yhdysvaltalaiset poliittiset päätöksentekijät ja teollisuusjohtajat joutuivat huomaamaan, että USA:n hallitseva asema konetyökalujen valmistuksen alalla oli häviämässä konetyökalujen kriisiin. Lukuisat hankkeet pyrkivät torjumaan näitä suuntauksia perinteisellä CNC CAM-alalla, joka oli alkanut Yhdysvalloissa. Myöhemmin, kun nopeat prototyyppijärjestelmät siirtyivät laboratorioista kaupallistettaviksi, huomattiin, että kehitys oli jo kansainvälistä eikä yhdysvaltalaisilla nopeiden prototyyppien valmistajilla olisi varaa päästää johtoasemaa menemään. Kansallinen tiedesäätiö (National Science Foundation) toimi sateenvarjona kansalliselle ilmailu- ja avaruushallinnolle (National Aeronautics and Space Administration, NASA), Yhdysvaltain energiaministeriö (US Department of Energy), Yhdysvaltain kauppaministeriö (US Department of Commerce, NIST), Yhdysvaltain puolustusministeriö (US Department of Defense), puolustusministeriön pitkälle kehitetyistä tutkimushankkeista vastaava virasto (Defense Advanced Research Projects Agency, DARPA) ja Yhdysvaltain merivoimien tutkimusvirasto (Office of Naval Research) koordinoivat tutkimuksia, joiden tarkoituksena oli antaa tietoa strategisen suunnittelun suunnittelijoille. Yksi tällainen raportti oli vuonna 1997 laadittu Rapid Prototyping in Europe and Japan Panel Report, jossa Joseph J. Beaman, DTM Corporationin perustaja, esittää historiallisen näkökulman:
Pikaprototyyppitekniikan juuret voidaan jäljittää topografian ja valokuvataiteen käytäntöihin. Topografiassa Blanther (1892) ehdotti kerrosmenetelmää kohokuvioisten paperisten topografisten karttojen muotin valmistamiseksi.Prosessi sisälsi ääriviivojen leikkaamisen useisiin levyihin, jotka sitten pinottiin päällekkäin. Mitsubishin Matsubara (1974) ehdotti topografista menetelmää, jossa valokovettuvalla fotopolymeerihartsilla muodostetaan ohuita kerroksia, jotka pinotaan valumuotin valmistamiseksi. VALOKUVAUS oli 1800-luvun tekniikka, jolla luotiin tarkkoja kolmiulotteisia jäljennöksiä esineistä. Tunnetuin Francois Willeme (1860) sijoitti 24 kameraa ympyränmuotoiseen ryhmään ja kuvasi samanaikaisesti esineen. Kunkin valokuvan siluettia käytettiin sitten jäljennöksen veistämiseen. Morioka (1935, 1944) kehitti valokuvaveistoksen ja topografisen prosessin hybridin, jossa hän käytti strukturoitua valoa luodakseen valokuvalla objektin ääriviivat, jotka voitiin sitten kehittää arkeiksi, leikata ja pinota tai heijastaa materiaaliin veistämistä varten. Munz-prosessi (1956) toisti kolmiulotteisen kuvan esineestä valottamalla valokuvaemulsiota kerroksittain valonlaskumännällä. Kiinnittämisen jälkeen kiinteä läpinäkyvä sylinteri sisältää esineen kuvan.”
– Joseph J. Beaman
”The Origins of Rapid Prototyping – RP juontaa juurensa alati kasvavasta CAD-teollisuudesta, tarkemmin sanottuna CAD:n kiinteän mallinnuksen puolelta. Ennen kuin solid modeling otettiin käyttöön 1980-luvun lopulla, kolmiulotteisia malleja luotiin rautalankakehysten ja pintojen avulla. RP:n kaltaisia innovatiivisia prosesseja voitiin kuitenkin kehittää vasta todellisen solid-mallinnuksen kehittymisen myötä. Charles Hull, joka auttoi 3D Systemsin perustamisessa vuonna 1986, kehitti ensimmäisen RP-prosessin. Tässä stereolitografiaksi kutsutussa prosessissa esineet rakennetaan kovettamalla ohuita peräkkäisiä kerroksia tiettyjä ultraviolettivalolle herkkiä nestemäisiä hartseja pienitehoisella laserilla. RP:n käyttöönoton myötä CAD:n kiinteät mallit saattoivat yhtäkkiä herätä henkiin.”
Solid Freeform Fabrication -nimellä kutsutut teknologiat ovat sitä, mitä nykyään kutsutaan nopeaksi prototyyppien valmistukseksi, 3D-tulostukseksi tai additiiviseksi valmistukseksi: Swainson (1977), Schwerzel (1984) työskenteli valoherkän polymeerin polymerisaation parissa kahden tietokoneohjatun lasersäteen leikkauspisteessä. Ciraud (1972) pohti magnetostaattista tai sähköstaattista laskeutumista elektronisuihkulla, laserilla tai plasmalla sintrattua pintakuorta varten. Näitä kaikkia ehdotettiin, mutta ei tiedetä, rakennettiinko toimivia koneita. Hideo Kodama Nagoyan kunnallisesta teollisuustutkimuslaitoksesta julkaisi ensimmäisenä raportin kiinteästä mallista, joka valmistettiin fotopolymeeripikaprototyyppijärjestelmällä (1981). Stratasys valmisti huhtikuussa 1992 ensimmäisen FDM-mallinnukseen (Fused Deposition Modeling) perustuvan 3D-pikaprototyyppijärjestelmän, mutta patentti myönnettiin vasta 9. kesäkuuta 1992. Sanders Prototype, Inc. esitteli ensimmäisen pöydän mustesuihku-3D-tulostimen (3DP), jossa käytettiin 4. elokuuta 1992 tehtyä keksintöä (Helinski), Modelmaker 6Pro:n vuoden 1993 lopulla ja sitten suuremman teollisen 3D-tulostimen, Modelmaker 2:n, vuonna 1997. Z-Corp, joka käytti MIT:n 3DP-jauheen sitomista vuonna 1993 keksittyä Direct Shell Casting (DSP) -menetelmää, tuotiin markkinoille vuonna 1995. Jo tuolloin teknologialla katsottiin olevan paikkansa valmistuskäytännössä. Matalan resoluution ja alhaisen lujuuden tuotoksella oli arvoa suunnittelun todentamisessa, muottien valmistuksessa, tuotantojigien valmistuksessa ja muilla aloilla. Tuotokset ovat jatkuvasti kehittyneet kohti korkeampien spesifikaatioiden käyttötarkoituksia. Sanders Prototype, Inc. (Solidscape ) aloitti nopean prototyyppien 3D-tulostuksen valmistajana Modelmaker 6Pro -laitteella, jolla valmistetaan uhrautuvia lämpömuovisia malleja CAD-malleista ja jossa käytetään Drop-On-Demand (DOD) -mustesuihkutekniikkaa yhdellä suuttimella.
Innovaatioita etsitään jatkuvasti nopeuden ja massatuotantosovellusten selviytymiskyvyn parantamiseksi. Merkittävä kehitysaskel, joka on yhteistä RP:n ja siihen liittyvien CNC-alojen kanssa, on koko CAD-CAM-työkaluketjun muodostavien korkeatasoisten sovellusten ilmainen avoimen lähdekoodin käyttö. Tämä on luonut matalaresoluutioisten laitteiden valmistajien yhteisön. Harrastajat ovat jopa tehneet ponnisteluja vaativampien laserefektoitujen laitteiden suunnitteluun
Vuonna 1993 julkaistun varhaisimman RP-prosessien tai valmistustekniikoiden luettelon on kirjoittanut Marshall Burns, ja siinä selitetään kukin prosessi hyvin perusteellisesti. Siinä mainitaan myös joitakin tekniikoita, jotka olivat alla olevassa luettelossa olevien nimien edeltäjiä. Esim: Visual Impact Corporation valmisti vain prototyyppitulostimen vahapinnoitusta varten ja lisensoi patentin sen sijaan Sanders Prototype, Inc:lle. BPM käytti samoja mustesuihkuja ja materiaaleja.