随着工业的发展,诸多领域例如汽车工业、人体工程学、航空等对复杂曲面制造技术提出了更高的要求,不仅要保证制造效率和低成本,还需要有良好的表面质量。目前国内外对六自由度增材制造技术的研究处于起步阶段,对适用于多自由度增材制造的工艺参数研究很少,所以本文以6-PST构型的并联机构为基础,分析并联机构的工作空间和相关打印参数对复杂曲面成形效果的影响,并通过实验进行验证。为了能打印尺寸较大的零件,采用了6-PST型并联机构,并基于螺旋理论对该并联机构的自由度进行了分析和验证。采用封闭矢量环法建立了并联机构运动学逆解算法,并以该算法为基础,结合并联机构的约束条件,通过边界搜索法分析了定姿态工作空间和定位置工作空间,并通过一个典型曲线阐述了工作空间对打印轨迹的影响。为了实现多自由度3D打印,研制了六自由并联3D打印系统,主要组成部分有:并联机构、冷却系统、挤丝系统、转台、并联机构驱动、原点回零、单片机、温度控制、六轴轨迹控制器和上位机。然后从复杂曲面打印角度,对每个组成部分的硬件构成进行了设计,特别地,设计并优化了带状喷头,打印效率相比常规锥状喷头提高至少6倍,减少了树脂丝之间的结合面数量,提高了表面光滑度。又阐述了控制软件的各功能在3D打印中的应用。对各项工艺参数进行标定,然后分别从加热温度、挤丝速度和喷头运动速度、冷却系统角度单独分析了工艺参数的影响。通过实验得到加热温度在210℃成形树脂表面光滑度最好,表面微观形貌的平均高度差为316μm。因为挤丝速度和喷头运动速度之间耦合度较高,所以将该两项的比值设为系数K,通过实验分析得到系数K(28)1.6时成形效果较好。为了实现无支撑打印,设计并优化了冷却系统,并通过实验验证了冷却系统的有效性。最后,通过复杂曲线轨迹和一个典型样件分析了上述各项工艺参数对复杂曲面成形的影响以及六自由度并联3D打印系统对常规三自由度打印机的优势。综上所述,本文基于六自由度并联机构,达到了高效率、良好的表面质量的复杂曲面制造要求。