熔融沉积成型(FDM)是当前最流行和最具生命力的3D打印技术之一。随着人们对3D打印模型的创意和美观程度要求不断提高,如今只能打印单色模型的FDM型打印机已远远达不到人们的要求,因此研究FDM实时混色出丝系统具有重大的意义。首先,针对当前FDM型打印机普遍只能打印单色模型的问题,设计了混色出丝组件和对应的混色打印机;采用PID算法对混色打印机的三进料挤出头和热床进行了温度控制,对混色打印机导入由几何信息和材料信息结合的统一接口文件(GMI)可完成实时混色打印。然后,利用Visual C++提供的MFC应用程序开发平台编写程序模拟了红色和蓝色熔融PLA以不同比例混合后的颜色变化,通过编写算法设计渐变规律和改变色彩细分量得到从红色到蓝色梯度渐变效果不同的图像,从而实现了对两种颜色熔融PLA以不同比例混合后颜色变化的预测;根据模拟的渐变规律和色彩细分量进行的从红色到蓝色梯度渐变打印实验验证了模拟结果的正确性,且打印出的长方体前表面达到从红色到蓝色均匀梯度变化要求的色彩细分量是16,从而实现了对两种颜色梯度渐变效果的定量评价;另外进行了多色打印实验,实现了多彩色打印。最后,对三进料挤出头内流道的混合效果进行了Fluent模拟和实验验证,结果显示当前结构的内流道无法使不同颜色的熔融PLA整体均匀混合;对内流道进行结构优化设计后再模拟其混合效果,结果显示结构优化设计后的内流道能够实现不同颜色的熔融PLA整体均匀混合。