3D打印机的结构通常都是根据打印材料、打印要求而设计，但是其具体的机械结构都是有理可寻的。不同的3D打印技术都有着不同的结构，但同为增材制造都是逐层制造，所以其原理类似。对于3D打印机结构的研究不单单针对某一种打印技术，而应该是通用的结构。通过对现有的3D打印机的结构进行总结分析，有助于进一步推动3D打印与模具的发展。

　　1、3D打印机以坐标系类型分类

　　常见的3D打印机为了完成三维立体打印，都需要以不同的方式在三维空间中进行定点定位，这时就需要利用坐标系来实现定位。而在3D打印机研究进展中，常见的不外乎为笛卡尔坐标系结构、极坐标系结构两种。

　　笛卡尔坐标系结构是最常见的结构，是在各种3D打印技术上都是十分普遍的结构。其优点在于结构简单，方便制造，但其缺点也较明显，由于采用直角坐标系，在进行弧面以及圆弧打印时，其只能通过圆弧插值的方法进行打印，就会导致打印精度较差，打印的圆弧面会有阶梯状的凸起。

　　常见的基于笛卡尔坐标系的3D打印机涉及X、Y、Z三个向的运动，而喷头与打印平台的运动方式可以归纳为3类：

　　(1)喷头做X轴和Y轴方向的运动，打印平台独立做Z轴方向运动。该运动形式，喷头较工作台而言具有质量小、体积小等特点，适合高精度紧凑型3D打印机。但打印机喷头在XY平面做复合运动会影响喷头的正常出料，从而导致打印质量的下降。

　　(2)喷头做X轴(或Y轴)和Z轴方向运动，打印平台独立做Y轴(或X轴)方向的运动。或者喷头独立做X轴(或Y轴)方向运动，工作台做Y轴(或X轴)和Z轴方向的运动。这运动形式将Z轴与X轴(或 Y轴)结合进行复合运动，具有较小的运动惯量，且打印喷头和工作平台所需的运动空间较小，整体结构较为简单，广泛应用于小型家用3D打印机结构设计。

　　(3)打印平台作X轴和Y轴方向的复合运动，喷头仅在Z轴方向独立运动。该运动形式的打印机结构简单紧凑，但对于Z轴运动控制精度要求较高，由打印平台在XY平面的移动需要较大的空间，且工作台质量较大，不能用于较快速度的打印。

　　极坐标系结构则是在平面内由极点、极轴和极径组成的坐标系，由于其原理的特殊性，所以其打印结构可以简化，从而使其运行安静，外形别致，把复杂机械结构完成的动作都交给软件端来完成，尽量保持机械结构的简单。

　　其优点在于可以用较小的3D打印机打印较大的物件，且可以较高精度的打印弧面，有打印速度快，稳定性好和控制简单等;缺点就是对软件部分要求较高，需要大量计算。