如果说70亿美金的3D打印行业的确要获得千亿美金的制造市场的一部分份额，3D打印技术就需要在设备工艺与材料两方面发力。这方面Carbon与惠普正在通过他们的工艺来展示这种可能性变成现实。
材料领域，材料化学公司从杜邦到伊士曼纷纷投身到3D打印材料的研究中。而根据市场咨询公司IDTechEx,到2025年材料市场有望达到83亿美金的市场份额，3D科学谷认为虽然光固化目前占据材料市场的最大市场份额，然而要跟传统制造业竞争，复合材料将是3D打印成为主流技术的背后驱动力之一。点击GE视频，了解复合材料在航空领域的重要性。
而复合材料领域，对于制造业来说最重要的一个领域就是碳纤维增强材料，可以提供与金属相当的强度，又非常轻，碳纤维在需要考虑重量与强度比的行业包括航空航天、汽车领域都有广泛的应用前景。
碳纤维从1970年后就开始进入工业制造领域，应用到汽车、运动品、工程与电子领域。而空客的A350 XWB包括了52%的碳纤维增强（CFRP)部件，波音787 Dreamliner包括了50%的碳纤维增强（CFRP)部件。汽车领域的宝马BMW i3也大量使用碳纤维增强部件。
传统工艺制造碳纤维的过程十分复杂并需要大量的人力劳动。3D打印为碳纤维制造带来了新的领域，更方便，并不需要大量的人工。
通过FDM熔融挤出的方式打印碳纤维需要将碳纤维与热熔塑料一起打印。在这方面，荷兰的colorFabb公司的XT-CF20材料里面含有伊士曼化工的 PETG材料以及20%的碳纤维材料。 3DXTECH也是用伊士曼PETG材料结合高模量碳纤维制成复合材料。
PETG这种材料，本身就有很好的延展性，而且它能在承受更高的CF负载的同时保持一定的延展性和抗冲击性。它能够很好地粘附在多种构建平台上，同时也具有优异的层粘合，而碳纤维的加入不仅增加了它的刚性和尺寸稳定性。另外一家公司， Proto-pasta的碳纤维增强材料PLA，一种玉米淀粉提取的衍生塑料和碳纤维复合材料。
PLA可能是最容易打印的，ABS与PETG强度更大，尼龙难以打印，但比起其他材料耐磨性最好。如果要与工业级零件竞争，PEEK应该是理想的选择，PEEK最强，最耐热，化学和抗潮湿性能最好。桌面型打印机方面，Markforged的设备还可以用来制造尼龙碳纤维增强材料。另外一家公司，Orbital Composites也开发出了可以打印复合材料长丝的设备，并且还准备在外太空零重力情况下打印。
