随着3D打印技术的不断发展,3D打印已经成为当前主流制造方式之一,广泛应用于实际生产制造。在目前使用的3D打印设备中,熔融沉积成型技术的3D打印机设备应用较为广泛,但是3D打印设备存在间歇性供料问题,影响打印机打印精度、打印效率和材料利用率。本文基于熔融沉积成型技术,从3D打印机的性能与实用性等技术指标入手,设计一款高性能3D打印机,能够实现打印材料消耗完毕后无需人工停机补料,弥补熔融沉积成型3D打印机存在的不连续供料缺陷。运用个案研究法,通过分析常见的熔融沉积成型3D打印机机身结构的特点,对框架材料和连接件选用,设计一种三角稳定结构的3D打印机框架。采用喷头在XOZ平面上做扫面运动,打印平台在Y轴往复运动的方案,并对X向位移机构、Y向位移机构与Z向位移机构进行设计;X向位移机构与Y向位移机构均使用同步带传动,Z向位移机构采用双丝杠螺母传动;然后对上述3D打印机运动机构进行计算和校验,最后建立3D打印机结构模型,对打印机框架进行静力学分析,确定框架的结构符合各项技术指标要求,进行模态分析,以保证打印机运行稳定。结合熔融沉积成型技术特点,提出一套完整的连续供料系统设计方案,并对连续供料机构中送丝机构、挤出机构与喷头结构进行设计。对连续供料机构进行虚拟装配,得到该类3D打印机整机虚拟模型,并对喷嘴进行热力学分析,以验证打印机喷头设计合理性。控制系统在运动机构和连续供料系统基础上,对温度控制单元、运动控制单元和程序控制单元进行设计。最终得出本文设计高度吻合3D打印机各项指标。研究结果表明,本文设计有效地解决了熔融沉积成型3D打印机连续供料系统存在的不足。