随着《中国制造2025》规划和“十四五”国家重点研发计划颁布和实施,3D打印技术在航空航天、汽车制造、智能装备、生物医药等领域发挥的作用将进一步提升。熔融沉积式（FDM）3D打印技术作为3D打印技术应用最为广泛的形式之一,受到越来越多研究人员的关注。目前对FDM型3D打印喷头的研究中,对于挤出口尺寸可调节的喷嘴研究有限。挤出口尺寸固定的喷嘴在打印时需经过点—线—面—体成型,打印速度慢,打印效率低。针对这一问题,本文设计了一种快速打印喷头,可以通过调节快速打印喷头喷嘴的挤出口长度来实现不同宽度打印材料的挤出,在打印时直接由线—面—体成型,该成型方式能大大减少打印G代码数量和喷头来回移动次数,以此缩短打印时间、提高打印效率。在本文中,基于FDM型3D打印设备结构和成型特点,利用三维建模软件对快速3D打印平台进行参数化设计,包括快速打印喷头五个模块和3D打印机XYZ传动结构设计,绘制快速打印喷头各模块零件图纸并加工,基于开源固件编写快速3D打印平台控制程序,完成快速3D打印平台搭建和控制。基于数值模拟和实验测量方法研究不同散热风扇风速Vf下快速打印喷头中加热和散热模块温度场分布对打印丝材进给、熔化、挤出的影响,并确定快速3D打印平台打印过程的最佳Vf为1.0 m/s～2.0 m/s。以聚乳酸（PLA）打印丝材为例,基于数值模拟方法研究PLA聚合物熔体经快速打印喷头喷嘴挤出后产生的挤出胀大现象对3D打印尺寸精度的影响,分析基于逆向挤出模拟和数值正交试验方式补偿挤出胀大尺寸的可行性。建立长向挤出胀大比Bc与口模段入口速度Vj、挤出口长度Lj、挤出口宽度Wj的数学模型,求得最优打印参数为Vj=10.0 mm/s、Lj=1.0mm、Wj=0.4 mm,并确定快速打印喷头喷嘴挤出口宽度Wj为0.4 mm。基于快速3D打印平台开展打印性能实验测试,验证快速3D打印平台实际打印的可行性,比较在不同喷头打印移动速度Vp下,快速打印喷头和普通喷头打印相同模型的理论和实际打印速度,当Vp=120～3000 mm/min时,使用快速打印喷头的理论打印速度是普通喷头的2～8倍;当Vp=100～350 mm/min时,使用快速打印喷头的实际打印速度是普通喷头的5～7倍。相对于普通喷头,快速打印喷头实际打印尺寸精度和表面平整性较低。