医疗模型在医学中应用广泛,包括设计植入体,医疗教育以及手术规划等,然而传统的加工方法是通过手工雕塑制造,这非常依赖雕塑者的技术水平,且制造出的模型表面质量较差。随着CT、磁共振等医疗影像技术的快速发展,医疗人员可以简单而准确地获取病人病变部位的三维立体数据信息,借助于3D打印技术,更是能快速构建三维立体医疗模型。然而大部分通过3D打印制造的医疗模型还只是通过单一材料构建,无法体现实际器官的多组织特性。本文基于多材料打印技术制造医疗模型。针对多材料打印的需求,本论文开发设计了基于熔融沉积成型(Fused Deposition Modeling,FDM)原理的多材料打印机,实现了丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(Acrylonitrile Butadiene Styrene,ABS)和热塑性聚氨酯(Thermoplastic Polyurethane,TPU)的混合打印。针对多材料打印件强度不足,尤其是不同材料之间的粘结强度不足的问题,本文从实验和理论两方面研究如何提高多材料FDM工艺制件的粘结强度。实验方面研究了打印参数对材料可打印性、温度变化过程和粘结强度的影响。理论方面提出了一套基于热驱动的打印丝扩散粘结理论,结合打印过程的温度场仿真,阐明了多材料打印中粘结强度的形成过程以及打印参数对粘结强度的影响,为如何提高多材料打印件强度提供了思路。最后以手臂假体的制造为案例,演示了使用多材料打印技术制造医疗模型的过程,同时通过定量表征假体的力学性能,证明该工艺可以制造出与实际器官性质相近的假体。