三维打印设备泛指包括桌面式三维打印机、工业用大型三维打印机以及各种快速成型机在内的一类增材制造设备。目前这种新兴设备的结构设计基本依靠经验,机型种类单一,设计效率低下。结合计算机辅助设计与智能化方法,能够解决以三维打印设备为代表的典型非结构化设计问题。将专家系统应用于机械设计中的研究已有很多,但这些研究中的知识表达形式与系统结构都较为陈旧。论文将专家系统与面向对象思想相结合,并将模块化思想应用于系统结构设计中,研究了以专家系统为核心的三维打印设备智能化设计系统(3D-Printer Intelligent Design Expert System,以下简称 3DPIDES)。论文总结和分析了三维打印设备设计的理论体系,在此基础上提出了 3DPIDES的整体设计思路及系统架构;随后对3DPIDES内部实现具体部件设计的方法做详尽讨论,针对领域知识的内容与特点设计了以面向对象为核心、结合过程化设计与产生式规则的知识表示方案;针对系统中多种知识表示方法以及复杂的求解过程,设计了相应的推理机和专门的控制策略;此外,结合机械设计的特点,研究了多目标多层次的综合评价方法,设计了评价子系统。基于上述对3DPIDES的各项研究,以专家系统工具CLIPS为核心,结合VC++中的MFC工具,建立了 3DPIDES的演示系统,并通过运行实例说明了该演示系统的求解步骤与结果,验证了论文所研究的关键技术的可行性。