FDM型3D打印机自上个世纪80年代发展至今,在打印精度、打印速度、路径算法、材料特性等方面都经历了较大的发展。但是在打印颜色方面,大部分3D打印机只能打印同耗材相同的单一颜色,少数3D打印机可以实现多种颜色的打印,但仅限于双色混合或多色的随机混搭,无法实现颜色信息的精确复现。全彩色FDM型3D打印技术可以直接获得产品设计的颜色外观,且无需后期处理流程。相较于以往的单色3D打印制件,全彩色FDM型3D打印机对于消费领域、医学、地貌模型描述、原型手办和教育行业等有着巨大的优势。本课题旨在开发一款远端送丝、智能混色、颜色可控的全彩色FDM型3D打印机。在分析3D打印文件G代码数据结构和数据提取方法的基础之上,针对带有模型颜色信息的3MF文件,确定三角面片颜色信息。通过3MF文件中空间坐标点的位置信息与G代码的坐标点比对,自动把颜色信息添加到G代码对应位置,为打印机读取颜色信息提供方便。为了实现打印颜色的准确控制,在借鉴印刷色彩学中减色法原理的基础上,选取黄、品红、青和白四种颜色作为基础色,并制作了混色实验平台。通过该平台进行混色实验,将不同颜色的丝材按不同比例进行混合,提取混合后三基色颜色信息,并记录丝材比例与得到颜色RGB之间的对应关系作为子样。建立BP神经网络模型,通过实验所得的529组子样对所建立的BP神经网络模型进行训练,得出了丝材比例与混色后RGB颜色之间的对应关系,并通过混色实验验证所建颜色匹配BP神经网络的有效性。验证结果表明颜色误差较小,说明所建颜色匹配BP神经网络的可靠性。在FDM 3D打印机基础上,设计了五色混色系统。开发了混色系统和3D打印系统的协同控制系统,在保证混色质量的前提下,实现了混色速度和3D打印速度的同步。针对全彩色打印中所出现的关键问题——过渡色的处理,采用了相应的预置补偿算法,即针对分层变色模型在实现其色层颜色统一的基础上,在变色层打印时,通过提前与3D打印机打印过程程序的实时监控,预先将过渡色预置打印在填充层中,这样就保证了外观颜色的纯正。同时为了能更好地打印更小截面模型,在混色系统机械结构已定的基础上,对过渡色长度进行了实验测量,在实际控制中进行了提前混色开启,从而可实现更小截面打印时过渡色不会影响外观呈色效果。搭建彩色3D打印机实验平台,并开发了相应的混色控制系统。在相应控制算法研究基础上使用C#开发了上位机控制软件系统,实现了与3D打印机的通讯,同时实现了混色系统的温度控制、混色比例控制以及混色系统与3D打印的协同控制。针对分层变色模型,编写了相应的分层变色控制程序,实现了在打印中将过渡色打印在填充阶段上。通过实际打印,并进行了所设计三维模型颜色和打印三维模型颜色的对比,色差较小,实现了“所见即所得”的3D打印效果。验证了所开发的全彩色FDM 3D打印控制系统的可靠性。