3D打印技术近年来发展十分迅速,社会生产的各个方面都能见到3D打印技术的相关产品,该技术涉及机械、机电、计算机、互联网和材料等多个学科领域。熔融沉积式3D打印技术凭借操作简便、高效和低成本的特点在市场上应用极为广泛,但也出现了如打印尺寸受限制、打印质量不佳、打印效率低和打印原材料要求较高等问题。因此该技术仍需进行深入研究与开发。本文结合熔融沉积式3D打印技术和螺杆挤出原理提出一款工业级3D打印试验装置,并对装置的控制系统开发、控制策略和过程控制工艺参数展开相关深入的研究。主要研究内容及结果如下:综合对比分析了辊轮挤出、活塞挤出和螺杆挤出三种挤出方案的特点,确定了螺杆挤出方案可以较好地实现工业级3D打印;结合螺杆设计相关理论与机械设计原理,对3D打印试验装置的机械结构进行具体的参数设计,对使用到的标准件进行选型和校核,主要包括挤出头设计、机械传动系统设计和装置框架设计三部分;确定了优化设计方案,完成了螺杆式3D打印试验装置的机械结构搭建工作。探明了装置对控制系统的要求,对控制系统硬件部分进行设计与开发,按照控制系统的要求设计了控制总体方案,明确了功能模块主要包括步进电机驱动模块、温度测控模块、安全限位模块和人机交互模块;分析比较后确定将Arduino mega 2560作为本次控制系统的主控制器,并明确了控制系统需要使用的其他执行元器件和传感器;详细设计和绘制了步进电机驱动模块、温度测控模块、安全限位模块和人机交互模块的电路原理图;最后,将各个模块与主控制器结合完成了控制系统整体电路的设计,依照整体电路设计进行接线实践工作,完成了控制系统硬件部分的搭建。在控制系统软件部分首先设计了软件控制主程序流程,在开源固件Marlin的基础上针对本次软件设计进行了引脚、通讯串口、工作空间、温度测控和运动规划等参数的修改和配置;分析了步进电机加减速控制策略,仿真分析了温度测控PID（Proportion Integral Differential）控制策略,对人机交互部分进行详细的软件设计。通过设计开展工艺试验对装置性能和打印效果进行了研究,基于挤出试验观察装置的工作情况确定出了本装置能正常运行的工艺参数范围;采用正交试验分析了工艺参数对打印制件品质、成型尺寸精度的影响,并确定出了喷嘴温度为210℃、打印速度为30mm/s、层高为0.7、挤出丝单位脉冲数为150是打印效果较优的工艺参数组合,可以成型出符合预期目标的3D打印制件;并探明了装置使用聚乳酸基木塑复合材料的打印效果,获得了力学性能较优的制件。通过开展3D打印挤出成型装置、控制系统开发和过程控制工艺参数相关研究,证明了螺杆挤出成型应用于3D打印技术的可行性,满足稳定生产优良大型制件的需求,为实现更高效、更环保、更低成本的3D打印奠定了基础。