3D打印技术是制造业中最具有创造力的技术之一，并开始逐步替代传统的制造工艺，具有不可估量的应用前景。而生物3D打印是根据细胞生长环境及形态的要求将生物材料或者蛋白质等用3D打印的方式制造出来形成具有个性化功能的生物结构体的方法，其正在生物医学方面快速发展应用。温度控制系统的构建是3D生物打印机必不可少的部分，同时温度是整个生物打印过程中对生物打印影响最为直接的因素，因此对温度控制系统的研究非常具有实用意义。为此本文设计了一套价格低廉、稳定性高和高精度的挤出式3D生物打印机温度控制系统。
　　本研究对国内外3D生物打印技术的发展情况进行了介绍，突出论文研究的必要性。通过对生物材料甲基丙烯酰化明胶水凝胶(Methacrylamide Modified Gelatin Hydrogels，GelMA)打印过程中对温度控制要求的分析，设计了以模糊PID控制算法为核心的挤出式3D生物打印机温度控制系统，并对控制系统的硬件组成、控制算法和软件实现进行了详细设计。以下是本研究的主要工作：
　　硬件方面，本论文设计了单片机系统及其各个模块电路，并详细介绍了电路工作原理。论文重点完成了主控制板、串口屏、气压模块的设计，具体包括硬件总体结构的设计，温控盒和气压模块的设计，串口屏电路、温度采集及处理电路，以及完成了它们各自的PCB版图绘制设计工作。
　　软件方面，本论文完成了温度控制系统中所有功能的设计，主要包括温度控制主程序、模糊PID控制子程序、系统初始化、串口屏通信以及界面设计等子模块的实现。同时介绍了挤出式3D生物打印机上位机的控制界面、设置参数以及通信流程实现。
　　本论文采用对比实验的方法，在温度控制系统中分别采用传统PID控制与模糊PID控制方案下打印GelMA生物模型。通过对系统的调节时间和超调量进行分析，得出在采用模糊PID控制方案下打印效果更好。因此本文结合生物材料对温度控制的特性研发出的这一种利用模糊PID控制算法的在线整定PID三个参数的模糊控制器行之有效，是一种较为理想的挤出式3D生物打印机温度控制方案，实现了系统所要求的控制稳定、调节时间短且超调量小等性能指标。