积块式机构指由一些块状、片状或板状构件按一定要求组装在一起，构件间互相咬合锁定，最终形成一个稳定的结构，如鲁班锁、联锁积木、Sun和Zheng的魔方设计、Schwartzburg和Pauly的交错式片块机构、Umetani等的飞机模型设计。
在一起，其中只有一个积木块可以移动，而剩下的其它块都不能互相分离拆开。根据上述定义，一个生成朕锁积木块的原始方法是对各种可能解进行不断测试，直到满足上述要求即可，但是这种方案的搜索与测试计算量太大。因此，深入探讨了联锁积木游戏的原理，提出了形成联锁积木的一套方案，并在此基础上，给出了一个构建联锁积木的构造性方法，有效避免了传统方法的穷举测试问题。
类似于通常的联锁积木结构，该方法以体素形状的积木模型为处理对象，记为S。依次从S身上递归抽取部分积木块，将其分解为一个积木块序列P1，P2，…，化，和S中剰下的最后积木块Rn：
如果每一次分解中，都能保证只有一个积木块组件能取走解锁，而剩下的部分都不能互相解锁，则问题就可递归解决。其中，Pi＋1称为解锁块。按照这一策略，文中构造性方法主要可分为两步！（1）提取初始解锁积木块。（2）递归依次提取其它解锁积木块。具体提取方法可参见原文。
魔方，也称鲁比克方块（Rubik's Cube），它于1974年由匈牙利的化尔诺·鲁比克教授发明。虽然它只有一些方块组成，但是其中却奥妙无穷，它一被发明后就在全世界范围内迅速流行起来。常见的魔方主要是三阶魔方，除此之外，还有二阶，四阶魔方，并有不同形状的魔方如球形魔方等。这些尽管阶数和形状不同，但同样都令人着迷，爱不释手。
受三阶魔方设计机制的肩发，Sun和Zheng给出了一个允许普通用户来设计制作复杂魔方模型的方法。该方法以用户提供的3D模型与有关旋转轴为输入，在3D模型内部自动生成并调整旋转轴来得到无干涉的可旋转节点。在此基础上输出可打印的模型分块，这些模型分块可直接装配形成对应的魔方。
交错式片块机构主要是指一些平面片巧构件互相交错咬合在一起的机构对象。平面片状构件可由木材、金属、塑料、玻璃等多种材料方便简单地制作出来，因此，由这些构件形成的对象也能非常容易地制作与沮装起来。另外，平面片状构件也容易制作出较大尺寸，因此，用它来构建较大的对象也很方便容易。所心，这种由平面片状构件组装而成的物体在日常生活中也很受人欢迎，被广泛地用在拼装式玩具、家具或建筑内部结构等上面。
如何便捷地设计生成这种由平面片状构件交错形成的机构对象，这是一个有趣也有一定难度的问题。Schwartzburg和Pauly在文中对此问题作了一些研究，给出了一种方便实时的交互式设计方法。文中为方便设计，它提供了一种抽象模型，用来表示平面片状构件间约束，在此基础上，给出了构件设计的设计目标与优化目标，如机构的稳固性、可组装性等。并对平面片状构件的位置、朝向、碰挂等问题进行优化。Umetani等则针对自由滑翔式飞机模型设计给出了一种交互式设计方法。
角色对象无论是在电影还是在游戏中都无一例外是故事的主要对象。对一个角色来说，关节是其身上的重要元素。角色动画中，关节的重要性不言而喻。如何利用3D打印技术来制作出有活动关节的角色，将是一件有挑战性与吸引人的工作。因为它能使打印出的模型变化不同姿势，具有生命力，但同时，它需要考虑关节位置设定、关节与其他部位拼接、关节运动等问题，具有一定的难度。Jacques等和Moritz等就此问题分别作了一些探讨研究，从总体过程来看，两人的方法大体相似，可简要总结如下；首先，将所给模型按一些晏求分割为不同组成部分；然后，将分割后的模型用合适的关节拼接起来。在有关方法细节上，两篇文章略有不同，试简单对比如下：
关节处理；Jacques等以给出了一些通用关节模板。这些模板在考虑关节缝隙公差、摩擦力、关节大小、厚度等因素之后，形成系列化。在此基础上，在连接部位插入通用关节模板，对其变换使其与周边化配，得到最终关节模型；Moritz等。文中的关节主要有两种类型：较链式关节（Hinge）巧球状关节（Ball-and-Socket）。根据关节的约束与几何信息，利用CSG方法得到关节造型，并与周围面片拼接，最终得到完整模型。
Jacques等和Moritz等以这两篇文章均是针对有关节的角色模型对象，虽然实现细节略有差异，但都实现了角色关节机构的免组合安装（Non-Assembly），很好地体现了3D打印一体成型的特点和优势，因此，具有很好的应用前景。
传统机械设计时，对机械机构来说，一般都需要两步完成模型构建。首先，创建机构的每一个组成构件，其次，再将所有的细成构件装配起来。3D打印情况下，这一过程可以省去第二步，得到免组装机构。
这里，免组装机构是指在零件设计阶段将组成机构的各个零件组装好，然后一次性直接制造出，免去后续纽装工序的机构。这种机构不仅仅是机构设计概念中的创新，在更深的意义上，这种理念的存在极大地解放了机构设计的自由度，因为这样设计者无需考虑装配方式与装祀空间，同时也能提升三维机构模型创新能力，为现代机械及一体化设备设计、创新和发明提供系统的基础理论和有效方法。