在工业级3D打印装备大型化发展的过程中,其配备4个甚至更多的激光振镜扫描系统,零件的加工尺寸可达2米以上,待处理的模型文件尺寸可达数GB甚至更大,且仍在不断增长。然而由于计算机扩展接口有限且单台计算机难以满足该类型文件的处理需求,造成装备硬件可伸缩性差和数据处理规模受限等问题。针对此类问题,开发了基于中间件技术、面向服务的上层软件平台和基于以太网的底层硬件控制器,进而实现了一种分布式的3D打印控制系统。在对3D打印工艺处理过程以及硬件可扩展性综合分析的基础上,设计了基于中间件技术的系统体系结构。系统将3D打印通用数据处理过程抽象为服务,并利用中间件使其以独立的模块向系统提供数据处理服务。装备应用程序以面向服务的方式开发,向系统请求服务并将最终的加工数据通过以太网分发给多个硬件控制器。开发了分布式3D打印面向服务的系统软件平台。基于高性能的轻量级中间件ZeroMQ,开发了以ROUTER套接字为核心的3D打印管理中心,实现各个系统模块的注册、数据处理流的导向、任务分发和实时状态检测。同时,提出了基于PUSHPULL并行任务模式对GB级STL模型并行切片的数据处理方法,实现了3D打印设备的远程监控服务。此外,对结构化数据存储和大尺寸模型文件的传输进行了优化。开发了分布式3D打印以太网硬件控制器。控制器基于FPGA开发,针对硬件的扩展性需求,实现了UDP数据收发模块和相应的数据缓存与请求模块。同时依据3D打印系统需求实现了XY2-100及其增强协议的数字化振镜接口模块和可变频率、占空比的激光控制模块,并设计了相应数据传输协议以实现与上位机实时的数据交换。基于上述研发成果,初步实现了分布式3D打印控制系统,并通过实际测试验证了系统的可靠性和系统运行结果的正确性。本文所开发的控制系统对课题组超大型多激光多振镜(25台以上)工业级3D打印装备的研发有着重要意义。