3D打印技术是20世纪80年代后期发展起来的一种先进增材制造技术。与传统制造方式相比,3D打印技术具有加工成本较低、使用简单等优点。本文以并联结构3D打印设备为研究对象,对其运动系统、电气控制系统和影响打印质量的关键参数等方面进行研究。在对FDM(Fused Deposition Modeling,熔融沉积)工艺3D打印设备的结构特点和技术原理分析基础上,本文设计了基于并联结构的3D打印机械系统总体方案。通过三维建模和分析,确定了系统结构形式、传动形式及构建平台形式,重点研究了成型件翘曲形变问题及其优化。运用三维建模软件SolidWorks对设计方案中的主要零部件进行仿真设计,构造了整机系统三维虚拟装配模型,在此基础上完成样机制造。完成了并联结构3D打印设备核心控制策略设计。设计了驱动控制算法,完成了温控系统的设计,并通过所建立的温控系统仿真模型验证了算法的可靠性。根据FDM技术原理,完成了3D打印切片软件的设计开发,重点研究了图形偏置时自交和断点现象的处理方法,提出了一种填充轨迹角度变换算法,提高了切片执行效率。建立了并联结构3D打印设备动平台定位的运动学模型,计算出了设备的最大构建区域。研究了构建平台误差和解算误差对打印质量的影响,优化了硬件控制参数,并通过实验验证优化后的制件成型效果。利用正交试验分析研究了控制参数对打印质量的影响。通过实验验证了参数优化后的3D打印设备加工成型精度有显著提高。