挤出机发源于18世纪末，发展至1966年，Z.Tadmor教授建立了第一个熔融理论的物理和数学模型。螺杆的挤出熔融理论提出后，到20世纪70年代，挤出机的挤出理论进出了快速改进和完善的时期，经过研究者对Tadmor熔融理论进一步深入研究，建立Maddock、Klenk和Dekker熔融模型。1971年，Donovan首次提出利用实验进行过程中冷却的方法研究了注射成型的熔融过程，得出热传导率对注射成型的熔融过程具有重要影响的结论。1973年，I.Mondvai提出了在螺杆的根部位置存在熔膜。随着螺杆理论的进一步发展和对其分析精度要求的提高，陆续出现了商用软件，可通过巧妙修正程序来设计更适合的螺杆。到80年代初，随着流体力学有限元分析的逐渐发展，也开始使用有线元法分析熔体输送段熔融状态，为分析复杂截面详细流动情况提高了比较全面的分析考虑。从1984年开始，J.Lindt的研究小组在固体床加热、环流等多个方面得出理论研究。C.Rauwendaal提出将熔膜看为粘度随温度变化的幂律流体，预测了存在最佳挤料温度使得材料性能最好。由于所有的模型存在共同的假设造成不可避免的缺陷，数字模型上的繁杂工作也无法完全将熔融过程还原，故通常物理模型及数学模型的基础上，配合专门的软件会使得单螺杆的挤出理论更全面、合理和符合实际情况。
在国内有关挤出理论的系统研究主要是从北京化工大学成立系列相关研究项目开始。在前人研究工作不足的基础上，配合可视化实验技术、高速试验台、部分机筒试验台等实验和测量装置完善了物理模型，做出了卓出理论研究贡献。1990年，陈利钦着重研究了延迟段和熔融段，物料在螺杆挤出机中的停留时间分布。2000年，何红将宏观可视化系统改进为亚宏观可视化系统，实验与理论研究相结合的方法建立了熔融的物理、数学模型。
在单螺杆挤料装置理论研究的同时，研究人员也对影响制品质量的影响因素进行了大量实验性研究。Young通过大量实验发现存在最佳的挤出温度使得挤丝机制品具有最大抗拉强度。Kessler对挤丝装置机头部位的温度分布进行了测量，发现流道里流体内材料分子间存在径向温差，也观察到挤出机产量增加会使得温度波动和压力波动系数快速增大。W.Krueger提出了开槽挤出机对稳定挤出过程有帮助。Y.Guo发现熔融温度对制品质量影响很大。总体来说，单螺杆挤出成型理论经过几十年的研究发展，早在二十世纪末二十一世纪初时已接近完善，但仍有不少厂商和研究院继续不断的研究新的模型理论和更合理的软件。
3D打印熔融沉积快速成型（FDM）是将热塑性材料(ABS、PLA等)的丝材加热熔融后按照好的路径挤出到指定的位置，依靠材料层层之间的粘接力逐渐堆积成型。熔融沉积快速成型是在1988年美国学者ScottCrump最先提出。国外研究FDM成型技术的最著名公司Stratasys在1991年推出了第一台FDM商业原型机。随后经历了近30年的发展FDM成型技术逐渐成熟，3D打印设备不断完善，目前国内研究主要集中在降低设备成本，提高打印精度和效率方面，FDM成型技术研究得到了迸发式的进展。目前为止，FDM成型技术可打印材料主要为铸腊、人造橡胶和热塑性树脂塑料。澳大利亚的Swinburne科技大学研究了一种新的铁与尼龙的复合材料，使得FDM成型技术打印出的物品具有更好的性能。美国Rutgers大学陶瓷研究中心对固液混合多相材料和其FDM成型工艺进行了大量研究工作，包含陶瓷粉末、金属粉末和低熔点粘合剂的混合材料成型实验。美国材料与试验协会（ASTM）3D打印技术委员会制定的标准中，3D打印技术FDM成型技术凭借操作简单、成型速度快、成本低等诸多优点在多种类3D打印技术中应用最为广泛。2014年9月，美国NASA将首台基于FDM成型技术的3D打印机送入太空并完成首次太空打印，这意味着FDM成型技术研究进入了新的研究阶段，同样是2014年美国MarkForged公司声称研发出针对尼龙、碳纤维等材料的MarkOne桌面型3D打印机，但目前尚无成功的工业应用报道。
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