3D打印技术是采用逐层堆积的思想直接快速制造零件的一种先进制造技术。其融合了逆向工程、CAD、激光、材料科学、数控和机械制造等方面的技术,采用离散堆积的原理,通过由点连成线,由线搭接成面,由面堆积成体的逐层堆积的成型过程,实现了不借助于模具成型任意复杂形状的零件。传统的3D打印技术采用等厚度分层,其具有路径规划和硬件设计简单的优点。但是,这种分层方法会存在“阶梯效应”与外部支撑等问题。针对传统的3D打印方式存在的问题,目前有效的解决方案之一就是以多自由度打印的方式代替传统的沿固定的Z轴方向成型的方法。现有的多自由度打印的机构主要有6轴机械臂与三自由度打印机加变位机组合的两种方式,但是其存在价格昂贵与占地面积大的问题。因此本文选择并联机构进行设计研究,并对多自由度并联式FDM变参数3D打印的工艺进行了研究。为了实现多自由度3D打印,本文设计了FDM式6自由度的并联式3D打印实验台,并设计了配套的温控系统与运动控制系统。通过对实验台的位置反解进行计算,得到了多自由度并联3D打印实验台的坐标转换算法,并建立了挤出喷头角度实时转换的计算公式。对多自由度打印的基础工艺进行了研究,用超景深显微镜对多自由度单道成型与搭接成型的形貌进行研究,将其与平面打印时的形貌进行对比。研究了多自由度成型打印时挤出喷头轴线的空间角度对打印精度的影响。研究表明多自由度的方式进行成型打印的方式可以达到传统三自由度打印时的精度。对多自由度变参数成型打印进行了研究,以多自由度打印的方式实现了无支撑打印。并对多自由度成型打印的精度进行了分析,多自由度打印的方式能够较好地保证模型的角度精度,在没有外部支撑的情况下也不存在角度失真的问题。对多自由度打印在实现插入式制造与快速线框制造方面进行了成型打印。