三维打印技术属于快速成型技术的一种,具有成型速度快、设备成本低、成型材料种类多以及成型尺寸大等优点,在模具制造、医学、建筑行业、消费品行业等领域有着广泛的应用。随着对快速制造技术需求的快速上升,开展三维打印机的研究具有重要的现实意义。首先,分析了基于微滴喷射的三维打印成型原理以及三维成型的工作过程,明确三维打印机的主要技术参数,结合三维打印系统机械结构和控制系统要求,设计了三维打印机总体方案。其次,运用基于模块化的设计思想,根据三维打印机功能要求,设计了三维打印的机械结构。在基于微滴喷射原理的彩色喷墨打印机的基础上,对三维打印机铺粉结构和三维运动机构进行了设计和研究。然后,根据三维打印机的机械结构和工作原理,开展了三维打印机控制系统的研究和开发,以Arduino MEGA 2560单片机作为三维打印机的运动控制平台,进行三维打印控制系统硬件电路设计,主要包括各运动轴和开关量元器件控制电路。围绕三维打印机Z轴升降机构运动要求,提出了合理的控制策略和方法,改善了双轴运动的同步性。根据三维成型要求,进行了三维打印机控制系统上位机与下位机的通讯软件开发,实现三维打印机执行机构的自动打印。最后,分析了三维打印机喷射溶液及粉末材料性能,配置三维打印成型粉末材料,优化选择了合理的三维打印成型工艺参数,并开展了三维成型实验,通过三维打印机成型实验验证,本文研究的三维打印机具有快速成型能力,能够打印出一定精度的制件。