三维打印技术的快速发展带动了传统制造业的进步,基于三维打印技术的快速模具浇注造型技术被开发出来,广泛应用到汽车零部件制造、生物制造、仿生医学和多功能材料等领域。随着桌面级FDM (Fused Deposition Modeling)三维打印核心专利的到期和三维打印开源项目的蓬勃发展,FDM打印技术日趋成熟。与工业级三维打印机相比,桌面三维打印机精度低,表面粗糙度高,可造型材料有限,但其最大的优势在于低成本,易于操作,低门槛。本文提出了基于桌面级FDM三维打印机的快速模具技术,对打印模具表面进行抛光处理和定量研究,消除台阶效应,从而提高浇注后造型的表面质量,将这项技术应用到人工假体、手术模拟器等方面,拓宽了桌面级FDM三维打印机的应用空间。提出了基于FDM三维打印机的SPPC(Scanning Printing Polishing Casting)制造工艺流程：模型获取—模具设计—打印模具—模具后处理—封装浇注—脱模成型。对于结构复杂,难以一次性脱模的造型,通过分模制造方法,实现了复杂三维模型的个性化定制。对FDM打印中熔丝挤出过程进行建模,从粗糙度定义出发,建立起打印件表面粗糙度与丝宽截面方程、模型表面倾斜度之间的关系,通过实验定量研究了丙酮抛光ABS模具工艺,总结了丙酮抛光规律及最佳抛光参数。实验结果显示,抛光处理后,模具表面的粗糙度可达1μm,与传统的精加工表面质量相当。在此基础上,将快速模具技术与硅胶浇注造型技术结合,实现了颌面缺损修复用的硅胶假体的个性化定制。借助低成本的桌面级3D打印技术,结合蒸汽抛光技术去除掉快速模具的台阶纹,制造出光洁表面的人工假体,解决了个性化定制假体制作周期长,成本高,难度大的难题,使病人或医生可以在自己的家中或实验室制造个性化假体,降低了假体制造门槛。同时,SPPC技术还可以应用于医用仿生模拟器的个性化制造领域。个性化的模拟器有助于提高医生的学习效率,为医生提供术前培训,同时还可以根据病人的仿生模型器进行术前手术方案规划,提高手术的成功率。