3D打印的英文全称是Three Dimensional Printing,本文主要论述基于熔融沉积成型(FDM)的3D打印技术,相比其他的几种原理的成型技术,FDM优势在于成本最低,但是缺点也很明显,成型速度慢,精度低。本文着手于3D打印的控制系统,主要以设计最优温控模型和直线插补算法等方面作为突破口,为提高打印的精度和效率进行研究。本文首先对3D打印系统做了整体的概述,介绍了控制系统的软硬件构成,对主控平台Arduino2560做了详细的介绍,并描述了其部分内部资源在3D打印机中的具体应用,介绍了3D打印机的工作过程、控制原理和软件系统工作流程。然后针对打印机喷头的温度控制算法进行了研究,传统的PID控制算法稳定性差且调节时间长,本文将模糊控制和PID控制进行结合,通过simulink仿真证明模糊PID算法控制效果更优,温度上升更快,达到指定的打印温度的时间缩短了30秒,系统的抗干扰能力更强,达到稳定工作状态的时间缩短了约130秒。随后介绍了由数字三维模型到控制打印机运作的过程中最关键的两环,切片算法和译码模块,研究了其中的关键坐标值X、Y、Z和E的生成原理和计算方法,并根据GCode的程序规律确定了译码模块的整体思路,详细阐述了译码模块中的核心代码。最后为提高3D打印的效率,本文从提高GCode中的直线插补指令的效率着手,将计算机图形学中用于描绘直线的Bresenham算法加以改进,应用到3D打印控制系统中用于实现直线插补。通过译码部分的GCode实验表明,本文设计的译码模块能够正确的解释由STL文件生成的GCode,同时本文设计的直线Bresenham插补算法较传统的逐点比较法插补次数更少、效率更高、更易于硬件实现。