碳纤维复合材料比强度、比刚度高且耐热性、耐腐蚀性好,正成为目前新材料领域的重要资源,但传统成型工艺较为复杂且高成本、高污染。在这样的产业背景下,一些新型复合材料成型工艺开始得到重视,其中复合材料3D打印技术就是一种实现复合材料增材制造的快速成型工艺,在国外碳纤维3D打印机已经实现商品化,但我国还迟迟没有研发出较为成熟的产品。因此,自主研发出一款碳纤维复合材料3D打印机具有重要的意义,本文通过研究传统FDM类型3D打印工艺及现有的复合材料3D打印工艺,比较关键参数及喷头结构,针对碳纤维预浸丝在3D打印过程中可能会遇到的堵丝、断丝等问题进行分析并对喷头结构进行优化,在此基础上搭建连续碳纤维复合材料预浸丝3D打印实验平台。首先,对比了几种基于FDM（熔融沉积）工艺的3D打印机结构,选择XYZ型结构作为主框架,并在此基础上分别进行XYZ3轴的运动机构设计。根据碳纤维预浸丝的特性,设计可以分别打印树脂材料及碳纤维预浸丝的喷头,通过有限元仿真验证了喷嘴内圆角对预浸丝断丝的影响并根据仿真结果进行加工。根据喷头结构,设计了一款可拆卸式的连续碳纤维剪丝机构。其次,在已经搭建的3D打印实验平台上,开发3D打印实验平台控制系统,控制系统分为硬件和软件部分。硬件部分包括控制器、限位开关、伺服驱动器、加热棒、热床等。软件部分包括基于固高OpenCNC数控平台组件的人机交互界面开发,通讯模块、测温模块、加热模块及剪丝模块等3D打印辅助模块的编程。最后,对搭建好的3D打印实验平台各部分进行校准和调试,包括运动精度校准、剪丝机构调试、温控模块调试等。各部分调试工作完成后,进行打印测试及打印件的拉伸试验,最后设计超声振动辅助3D打印成型实验探究超声振动对复合材料成型质量的影响。