3D打印技术发展迅速,作为“中国制造2025”重点领域的技术之一,3D打印的应用领域广泛。随着石油科学的研究深入,传统的岩心制备方法已无法满足科研需求,以类岩石材料替代天然岩心的技术受到青睐。本文研究了一种新型类岩石材料3D打印系统,利用该系统能够获得用于实验研究的打印岩心模型,对石油钻采及地质勘探等领域具有重要意义。本文完成了类岩石材料3D打印机控制系统关键技术的设计及研究,其中包括打印平台的运动系统分析,打印机电机控制系统的设计及打印机温度控制系统的设计、搭建。首先,本文设计了类岩石材料3D打印机的总体方案,包括打印机的两大系统设计及打印机的工作流程设计,并分析了打印机控制系统的关键技术。通过对打印平台的运动学分析和动态特性研究,验证了其运动系统的稳定性。在此基础上,进行了打印平台电机的选型与数学建模,完成了电机控制系统的仿真分析和PID控制。然后根据打印机温度控制的需求进行了温度控制系统的设计,完成了温控系统的建模仿真与PID算法调节,并进行了实验验证。本文还对类岩石材料的凝结时间进行了实验研究,得到了不同材料凝结时间的数学模型,在此基础上找到了合适的材料配比与对应的适宜打印温度。最后进行了实验平台的搭建及验证,类岩石材料3D打印的实验结果表明了此设计可行,为类岩石材料的3D打印研究奠定了一定的理论和实践基础。