3D打印是始于20世纪80年代中后期的新型快速成型制造技术,具有特定结构及功能的构件可根据三维设计文件打印而来,对产品原型和小批量多品种的制成品而言,能使开发及制造周期缩短,灵活多样,适合当代快节奏的市场竞争。熔融沉积成型(Fused Deposition Modeling,FDM)作为快速成型中重要的技术手段,制造流程和维护工序简单,在3D打印领域中占据着重要的地位。在三维模型数据的多种存储类型中,针对3D打印过程中三维模型接口(Stereo Lithography,STL)格式文件,提出可视化STL文件模型的方法,基于C++编程语言和开源图形程序接口库Open GL,为STL文件拓扑重建的可视化提供支持,可以对STL数据模型读取显示和进行基本的图形变换操作。为更快获得二维轮廓数据,在对STL模型的拓扑处理方法进行深入分析的基础上,提出了基于hash＿set容器的STL格式文件拓扑重建算法,通过建立点、边和面的数据结构,使用点、边数据结构插入元素数据时重写哈希函数的hash＿set容器实现对文件的拓扑重建,快速去除冗余数据,简化数据存储,解决了拓扑信息查询时间长、生成轮廓慢的问题,加快了邻域边和面的搜索速度,缩短切片分层时间。为配合软件系统提高打印精度,以有限元为分析手段,静应力形变位移为中间变量,对并联FDM3D打印设备中的型材规格选取及框架连接结构进行优化选择,对比连杆球面副和送料机构不同组合的优劣,选取出了更优的运动连接结构;针对PLA耗材,对FDM型3D打印机热熔喷头进行温度场仿真,探究模型冷却机构对喷头温度的影响,改进成型件冷却结构提高了模型的表面成型质量,通过开发软件系统进行模型操作,改进机械结构进行实物打印验证了可靠性。