Phần lớn các máy in sợi nóng chảy theo cùng một thiết kế cơ bản. Bàn in phẳng được sử dụng làm điểm bắt đầu cho phôi in. Một giàn phía trên mang đầu in chuyển động. Thiết kế cầu trục được tối ưu hóa cho chuyển động chủ yếu theo hướng X & Y, với độ tăng chậm theo hướng Z khi in. Động cơ bước điều khiển chuyển động thông qua hoặc vít me hoặc đai răng. Một dạng phổ biến, do sự khác biệt trong tốc độ di chuyển, sử dụng đai răng cho X, Y và một vít me cho Z. Một số máy cũng có trục X chuyển động trên cầu trục, nhưng di chuyển bàn in (và in công việc) theo trục Y, không giống như máy cắt laser, tốc độ di chuyển đầu thấp, động cơ bước được sử dụng phổ biến và không cần phải sử dụng động cơ servo thay thế.

Nhiều máy in, ban đầu bị ảnh hưởng bởi dự án RepRap, sử dụng rộng rãi các bộ phận được in 3D. Đây thường là các khối kết nối được in với nhiều lỗ góc cạnh nhau, được nối với nhau bằng các thanh gu-rông có thanh giá rẻ. Điều này làm mô hình rẻ và dễ lắp ráp, dễ dàng cho phép các liên kết khung không vuông góc, nhưng yêu cầu quyền truy cập vào máy in 3D. Khái niệm về các máy in 3D 'tự khởi động' như thế này là một thứ gì đó của một chủ đề mang tính giáo huấn trong các thiết kế RepRap. Việc thiếu độ cứng trong thanh cũng đòi hỏi phép đạc tam giác hoặc chấp nhận rủi ro của cấu trúc cầu trục uốn cong và rung động trong hoạt động, giảm chất lượng in.

Nhiều máy móc hiện nay sử dụng khung kín một phần kiểu hộp dùng ván ép cắt laser, tấm nhựa hoặc thép chấn. Chúng đều có giá rẻ, cứng chắc và cũng có thể được sử dụng làm cơ sở cho một khối lượng in kèm theo, cho phép kiểm soát nhiệt độ bên trong nó giúp kiểm soát cong vênh trong việc in.

Một số ít máy sử dụng tọa độ cực, thường là các máy được tối ưu hóa để in các đối tượng với đối xứng tròn. Chúng có một chuyển động giàn xuyên tâm và bàn in quay. Mặc dù có một số lợi thế cơ học tiềm năng cho thiết kế này để in hình trụ rỗng, hình dạng khác nhau của chúng và phương pháp tiếp cận phi chính thống để lập kế hoạch in làm cho chúng ít phổ biến. Mặc dù nó là một nhiệm vụ dễ dàng để hoạch định chuyển động của robot chuyển đổi từ Descartes sang tọa độ cực, thu được lợi thế từ thiết kế này cũng yêu cầu các thuật toán cắt in phải nhận thức được đối xứng quay ngay từ đầu.

Máy in Rostock

Một cách tiếp cận khác được thực hiện với máy in mẫu 'Rostock', dựa trên cơ chế rô bốt delta.[22] Chúng có thể tích in mở lớn với rô bốt delta ba cánh tay được gắn ở trên cùng. Thiết kế này của robot được chú ý vì quán tính thấp và khả năng di chuyển nhanh trên một thể tích lớn. Tính ổn định và tự do khỏi rung khi di chuyển đầu in nặng ở đầu cánh tay mảnh khảnh là một thách thức kỹ thuật. Thiết kế này chủ yếu được ưa chuộng vi có thể đạt được một thể tích in lớn mà không có cầu trục lớn và nặng.

Khi đầu in di chuyển khoảng cách của sợi nhựa từ cuộn dây lưu trữ đến đầu cũng thay đổi. Việc kéo sợi nhựa này là một thách thức kỹ thuật khác để khắc phục, nếu không nó sẽ ảnh hưởng đến chất lượng in.