3D打印技术是一种以三维数字形式立体构造物理对象的快速成型技术,它对世界各国的制造业产生重要影响,并被誉为引领“第三次工业革命”的重要技术之一。随着3D打印技术、计算机辅助设计等技术在制造业的应用不断加深,用户对设备的功能、样式、造价等方面都可以进行定制,因此产品的型号越来越丰富,并且产品的制造工艺和制造复杂度也越来越复杂。同时,机械设备的存放和运输时的包装问题和产品使用过程中设备维修问题也随之而来。本文提出的机械包装最优化处理算法,通过分析机械模型的装配信息,包括零件空间位置、运动传递方式、零件干涉情况、装配体中零件连接拓扑结构等来解决机械模型的包装问题和维修最小化路径规划问题。在解决机械模型的包装问题时,提出一种新的基于关节自由度的机械模型包装算法,其根据机械模型中每个关节的自由度构造解空间,并建立拆分方案搜索树,利用搜索算法选取候选拆解方案。调整并优化机械关节参数,最终获取在最少次数的拆分条件下获得满足目标空间利用率的最优拆分方案。在解决机械模型维修时非完全拆卸路径规划问题时,本文提出的机械维修最小化拆卸路径规划算法,将机械模型在非完全拆卸情况下,通过求取的机械模型装配序列和机械模型的拓扑结构,将目标拆卸零件在花费最少的情况下拆卸下来。实验表明,本文提出的包装最优化处理算法,针对机械模型包装问题,该算法能够极大地提高机械模型包装的空间利用率,同时相对其他算法减少了机械模型的拆卸次数;针对将机械模型的维修问题,该算法能够极大地减少机械模型维修时零件拆卸数量,降低拆卸时间花费和设备维修成本。