快速成型技术是一种基于离散-堆积原理的先进制造技术,能够制造复杂形状的零件,随着新型复合材料、梯度功能材料的广泛应用,如何利用快速成型技术实现多材料的复合材料以及梯度功能材料的制备已成为近年的研究热点。本文以多材料零件的快速成型作为研究的出发点,克服传统制造方法在多材料零件加工方面的限制,研究了热塑性材料的多材料快速成型关键技术。本文的主要研究成果有:完成了基于熔融沉积技术的多材料快速成型系统的搭建。设计了分离式和一体式两种多色打印结构,针对一体式结构散热不足的问题,进行了热仿真分析,根据分析结果改进了散热结构,保证了材料进入融腔前不被软化,防止喷头堵塞。针对两种多色打印结构研究了提高打印质量的工艺方法。完成了STL和AMF两种数据结构的多色打印。研究了多材料混合打印方法,将多个物理挤出机按照不同速度比值设置为虚拟挤出机,实现混合挤出。根据起始和终止材料配比插值连续改变物理挤出机速度,实现了材料的层间渐变效果。通过实验比较了不同配比下两种不相容材料混合挤出样件的力学性能,结果表明不同材料的混合挤出效果能够达到预期。并用梯度功能材料连接不同材料,提高了界面结合强度。对于梯度功能整体型材料,用插值方法得出了在线性梯度变化情况下一维,二维和三维梯度功能材料在任意位置的材料属性。实现了任意幂函数梯度变化的一维梯度功能材料的快速成型,以及线性梯度变化的二维和三维梯度功能材料的快速成型制备方法。