增材制造技术作为一种新的制造方式,可实现陶瓷材料的小批量和个性化加工成型。高固相质量分数的陶瓷材料在增材制造过程中,存在着生产工艺可靠性差和陶瓷制品良品率不高的问题,限制了增材制造在陶瓷材料领域的规模化应用。据此,以增材制造为基础,进行了陶瓷无模直写增材设备的研究与应用,借助计算机辅助设计的手段,实现了陶瓷材料在无需模具情况下,即可完成陶瓷材料的定制化加工成型。首先,分析了现有增材制造领域陶瓷材料的成型方式,采用陶瓷无模直写成型技术方案。考虑到陶瓷无模直写增材设备的应用场景,设计了模块化的XYZ运动平台。针对高固相质量分数陶瓷浆料成型难的问题,开发出气压与螺杆挤出的复合型挤出机构,实现了陶瓷材料的稳定可控挤出。然后,针对陶瓷无模直写的特点,提出了基于扫掠曲线的陶瓷无模直写模型建模方法。通过采集鼠标输入曲线的方式,得到了轮廓线和扫掠线,结合算数平均滤波算法和自相交检测算法,用户只需输入三条曲线即可完成多自由度的打印模型建模。最后,根据生成的陶瓷无模直写模型,直接生成陶瓷无模直写的打印路径。同时,提出了高度差约束的干涉碰撞检测算法和自适应倾角流量控制挤出算法。本研究开发出了建模和打印一体化的陶瓷无模直写建模打印交互工具,通过多组输入曲线验证了该建模工具和直写成型的效果。