熔融沉积成型（Fused Deposition Modeling,简称FDM）技术,因其机械结构简单,制造、维护和材料成本低等优势,在众多3D打印技术中脱颖而出,近年来,在汽车、模具、康复医疗器具、航天航空以及文物保护等领域得到了广泛的应用。喷嘴是熔融沉积成型设备的关键零部件,近年来,随着FDM型3D打印技术的广泛应用,喷嘴的清理问题受到了关注。传统的机械清理、热力清理和化学清理技术清理效率低,清理效果差。为了提高喷嘴清理效率,本文对FDM型3D打印机喷嘴的清理难题,制定了高效的清理工艺,并设计了一套喷嘴清理系统。首先,分析了传统喷嘴清理技术存在的缺陷与不足,结合先进的清理技术制定出适用于FDM型3D打印机喷嘴的清理工艺,并依此设计了一种FDM型3D打印机喷嘴清理系统。主要的设计内容包括喷嘴装夹装置、清理液循环装置、干燥系统和气体净化装置,以及清理泵、漂洗泵、超声波发生器模块、超声波振子以及压力传感器等关键零部件的选型。其次,研究了喷嘴清理系统的可行控制方式,完成了清理控制子系统、漂洗控制子系统和干燥控制子系统的控制设计。主要包括清理液供给、超声波清理、清理液温度、漂洗液供给、漂洗时间、干燥系统以及加热装置的控制设计。最后,制作了一台熔融沉积成型3D打印机喷嘴清理系统原理样机,并进行了喷嘴清理试验,验证了本系统的可行性和有效性。使用该原理样机,研究了N,N-二甲基甲酰胺试剂对喷嘴内PLA、TPU和ABS三种积料的清理效果,对比分析在多种清理液温度下的清理效果,以及多种类型喷嘴的清理效果。结果表明,N,N-二甲基甲酰胺试剂在清理TPU积料的喷嘴时耗时最短,平均每只喷嘴清理耗时0.74小时;清理液温度对喷嘴的清理效率没有显著的影响;与分体式喷嘴比较,使用N,N-二甲基甲酰胺试剂对一体式喷嘴的清理效率较高。在对一体式喷嘴进行清理时,不锈钢材料喷嘴清理的耗时少于普通黄铜喷嘴的清理耗时。上述试验结论表明,使用该系统对喷嘴施行清理,可有效地避免传统喷嘴清理技术所存在的不足,有效地提高了喷嘴的清理效率。