Pourquoi ne pas aller voir vers les librairies qui gèrent la 3D comme OpenGL ?
Plus basiquement Matplotlib peut faire de l'affichage de graphique en 3D mais c'est assez statique comme rendu.
Blender a une API python3 qui pourrait être utilisé non faire une application à part mais plus pour faire un plug-in à Blender.
Sinon il y a aussi vpython, mayavi2 qui semble assez performant pour de la 3D et peuvent utilisé dans des applications...