生物3D打印在器官移植、药物研究等生物医学领域具有重要的作用和广阔的发展前景。分层切片处理和路径规划是3D打印技术中的重要环节,但目前的切片软件大多针对制造业中的3D打印,实际应用于生物3D打印时会出现表面粗糙、特征遗失、材料浪费、成品活性差等问题,严重影响了打印的质量、效率与经济性。本文结合生物3D打印的特点,对分层处理和路径规划等关键算法进行研究和优化,以达到提高打印质量和效率、构建合适空间结构的效果。本文主要研究内容如下:首先,分析STL模型文件的格式特点,利用关键字或者字节数识别模型的三角面片法向量和顶点坐标数据,并设计点表、面表的结构进行存储,为后续环节提供计算数据。对于STL文件中冗余的顶点数据,利用哈希表滤除,并通过优化哈希表和哈希函数来减少哈希冲突量。此外针对原始模型位置不适合打印的问题,研究模型位置的调整方法。其次,针对传统分层算法不能兼顾打印质量和打印效率的问题,提出一种减小台阶效应与保留模型特征的自适应分层算法。通过对台阶效应和模型特征进行分析,设计了利用三角面片倾斜角度、相邻三角面片的二面角和提出的顶点复杂程度指标确定分层厚度的方法。并对于两层之间存在未被切割的三角面片时可能会导致模型特征遗漏的问题,提出一种分层厚度的修正方法。在分层算法确定每层打印厚度和打印高度的基础上,根据生物3D打印的特点规划路径。首先对打印区域进行划分,研究轮廓、填充和支撑区域的生成方法。然后为了减少打印过程中的空驶路程,采用蚁群算法优化打印轮廓顺序。接着为了构建模型内部良好的空间结构,采用直线分区扫描的方式规划填充路径,并设计可调的打印控制参数与打印模式。最后简述生物3D打印中的G代码和生成方法,将规划的路径转化为3D打印机可以识别的指令。最后,开发生物3D打印软件与搭建实验平台。根据3D打印流程要求,完成了软件打印环境配置、打印准备、打印操作和系统维护等功能模块的设计,实现了三维模型输入、自适应分层、路径规划与生成Gcode文件等功能。并结合生物3D打印机进行打印实验,证明本文所设计打印软件的有效性和实用性。