壳聚糖作为天然可降解的环境友好型材料在我国海洋资源中储量丰富,因具有良好的生物相容性,其2D结构凝胶已被广泛应用于生物医学等诸多领域。然而通过传统模具技术制造的壳聚糖3D结构凝胶因受自身材料特性的影响,在成形过程中难以对空间结构进行控制,且无法满足市场日益小批量和个性化的定制需求。若能将壳聚糖3D结构凝胶制造与凝胶3D打印技术相结合,便可尝试利用增材制造技术的相关优点解决该问题,但目前国内外相关研究较少。由此确定了本文的研究方向,即致力于寻求一种适合壳聚糖凝胶3D打印的成形原理,并以此为基础对其凝胶打印成形设备进行研制。同时对壳聚糖凝胶打印成形工艺及其墨水制备等关键技术进行研究,使壳聚糖凝胶打印成为可能。本文主要工作内容为:采用理论分析和试验相结合的方式对壳聚糖凝胶打印成形机理与可行性进行研究,同时根据其成形特点对挤出方案进行优化,并以此为基础对壳聚糖凝胶打印系统进行功能需求分析和总体设计。基于整机总体设计,对组成壳聚糖凝胶打印机机械系统的雾化、供液、行走和成形功能等主要模块进行结构设计,同时对其中关键零部件进行分析与校核,并以此为基础对整机进行研制,完成成形样机的虚拟装配与搭建。基于整机功能需求,对壳聚糖凝胶打印机控制系统中的主控制板、步进电机驱动和人机交互等主要功能模块进行设计,并在此基础上完成硬件平台的搭建与软件实现,同时通过凝胶打印试验对整机机械和控制系统进行验证。对壳聚糖凝胶打印成形工艺及其墨水制备等关键技术进行实验研究,分析墨水组分配和打印工艺参数对成形效果的影响,并通过实例验证壳聚糖凝胶打印样机、所用墨水和成形工艺的可靠性。