3D打印技术的快速发展深刻改变了制造业形态,在制造工艺、制造模式等方面带来了革命性的变化。采用3D打印技术,不仅能缩短产品的开发周期,在短时间内得到产品的原型进行快速迭代升级,还能制造传统工艺无法制造的复杂几何形状。但是目前大部分3D打印机能够打印的材料较为单一,随着3D打印技术在医学、建筑、电子产品设计等领域的应用延伸,这种单材料打印的3D打印机渐渐无法满足人们的使用需求。为了解决这一问题,多材料3D打印技术应运而生,该技术可以实现多种不同性质的材料一次性成型,使得打印件能够具备特殊性质并节省装配时间,因此越来越多研究人员投入到多材料3D打印的研究中。但目前该技术仍处于起步阶段,大多数多材料3D打印机可打印材料仍较为有限且只支持单一的挤出方式,拓展性能较差。本文根据上述研究需求,提出并实现了3D打印制造中心的概念,通过在打印过程中自动更换不同功能的喷头模块来实现多材料乃至多挤出方式的3D打印,并在该平台基础上对材料挤出工艺中缺陷检测、异种材料结合等关键技术进行了研究。第1章,阐述了论文的研究背景与意义,总结了国内外相关研究进展,并提出了本文的主要研究内容。第2章,提出了3D打印制造中心的设计方案,介绍了三种基于不同挤出方式的喷头模块,包括丝材挤出、螺杆挤出、气压挤出等。此外还对平台附属的气路系统、交互屏幕及控制系统进行了详细的阐述。开发了配套的3D打印制造中心上位机控制软件。第3章,针对3D打印缺陷造成材料及时间浪费的问题,提出了基于激光扫描技术的3D打印制造中心在线缺陷检测方法,并设计实验对该方法进行了验证。第4章,针对3D打印中异种材料间结合强度较低的问题,提出了“单层调温过渡工艺”使得PCL和PLA材料的打印结合强度提高了28%以上。第5章,对本文的主要研究工作进行了总结和展望。