为了可便捷地使用普通打印机打印大型三维模型，将大型三维模型进行分解并排列进有限的打印空间内进行打印。并且，提出优化算法可以面向不同类型的3D打印机，根据不同类型打印机的约束条件，以大型三维模型在普通打印机上的便捷式3D打印为目标，对大型三维模型的分解与排列进行联合的优化求解。提出的算法并非对三维模型的分解与排列进行单独地优化求解，而是将三维模型的分解与排列问题耦合在一起考虑，进行联合优化求解可以保证得到更好的全局最优解。
为了可便捷地使用普通打印机进行低成本的打印，创新性地使用可快速、经济预制造的通用模块来对三维模型的大量内部空间进行替换填充，极大降低了打印成本。具体提出了一个算法，以三维模型在普通打印机上的的低成本打印为目标，将三维模型分解成外壳部分和内核部分，内核部分可由预制造的通用模块进行快速组装以填充三维模型的大量内部空间，而外壳部分将进一步地被分解生成利于打印、无需（或只需少量）支撑废料的金字塔块，以进行3D打印制造。通过使用预制造通用模块填充三维模型的大量内部空间，而只需对少量外壳部分进行3D打印。
三维几何模型的生成是3D打印的基础与前提。随着计算机图形学的高速发展，已有许多成熟的、传统的计算机解决方案以供人们进行三维模型的建模与生成。接受过专业训练的三维建模师可在广受欢迎的建模软3DMax或者Sketch3D中从零开始进行三维模型的设计与建模；或者随着消费者级别的三维扫描仪技术的发展与普及，人们也可使用如kinect等三维扫描仪对现实世界中的物体进行扫描与建模。