3D打印是一种集智能化、定制化、自动化于一体的增材制造技术,因精度高、不需要传统模具、耗材节约、短时间一体化成型等特点,近年来引起了大量制造产业和学术机构的关注。随着打印控制技术的创新和改进,应用产业的需求,全彩色、大尺寸、高精度3D打印一定是彩色3D打印行业发展的趋势。粉末3DP工艺是现阶段为数不多可实现的全彩色3D打印工艺之一,并且无论在机械性能,耗材价格,打印速度都优于其他全彩色3D打印工艺,使之具备了构建大尺寸定制模型的潜力。但所消耗的大量打印时间,不理想的表面色彩再现精度,3D打印机的尺寸限制都在制约着构建全彩色大尺寸3D打印模型的可行性。因此针对以上三种限制因素展开本文的实验。本文详细介绍了ProJet860 Pro粉基打印机的构造和整体打印过程,基于成型过程中喷头、快轴的移动特点,找到Z轴高度、层面积、布局位置等与打印时间相关的影响因素,归纳出各因素与打印时间的数量关系,并由此提出一种印前估测打印时间算法。针对各因素的权重,提出了XYX旋转法在不改变模型尺寸的前提下缩减打印时间。基于现阶段优化粉基3D打印表面色彩最快捷有效的方法——浸渍法,设置了四种浸渍组合,测量并比较各组浸渍后对单表面和多表面色彩优化的特点。结合不同浸渍表面结构表征结果,得到了微观结构差异对表面色彩再现的影响,并以此提出了浸渍剂改善方向。切割-粘合框架(CBF)是在打印仓尺寸限制下实现大尺寸模型构建的最有效方法,基于此本文研究了粉基3D打印构件在不同浸渍方式以及不同切割角度下的机械性能,选择最佳的参数使粘合前构件强度最大化。比较了几种常用胶黏剂以合适的定量粘合粉基构件后的机械性能、间隙宽度和涂胶前后表面色差,选择最适合粉基3D打印模型的胶黏剂。最后,基于以上分析测试结果,提出了一种可实现的全彩色大尺寸粉基3D打印物体构建流程。实验结果表明:打印时间的影响因素中数字模型的Z轴高度所占的权重最大,XYX旋转法可以有效减少打印时间,在验证实验中,最大缩减了65.7%的打印时间,应用到大尺寸模型构建过程中,可以减少十小时以上的打印时间。浸渍过程扩大了呈色色域,减小了与标准色彩的色差,但会微弱降低表面色彩的亮度,ColorBond和透明涂层喷剂是最适合粉基3D打印的浸渍组合,大幅度减小几乎所有颜色(除少数高亮度色彩)色差的同时,也减小了不同表面间的色差。数字显微图片展现了粉基3D打印不同表面在浸渍前后的结构特征,结合色彩测量数据得出表面孔隙率和涂层粗糙度的降低,以及图层透明度的增加都会使表面色差呈现减小趋势。浸渍处理后的构件机械强度会大幅度增加,ColorBond浸渍后再使用双组分环氧树脂胶涂布可以最大化机械强度,但会影响打印精度和表面色彩。与Z轴成45°分割数字模型,打印出的构件机械强度最高,α-氰基丙烯酸酯胶最适合粉基无缝粘合过程,控制定量为25mg/cm~2时拥有堪比模型本身的机械强度,涂胶前后的颜色差别是人类视觉感官几乎无法察觉的。