本发明公开了一种应用纳秒激光精确控温3D打印高分子材料的装置。该装置包括：两激光器，扩束器，光束扫描控制器，预热室，进粉器，工作平台，两温度传感器以及控制模块。通过使用该装置，在激光烧结式打印工艺过程中，可以通过控制脉冲激光器输出脉冲重复频率的增减，来精确地控制激光器在单位时间内发射的能量，从而使高分子材料粉末在预热与烧结过程中维持在足够精度的范围内，使材料内部的温度梯度均匀分布，使成型的工件内部的缺陷大大减少，并且使工件成型质量较好，保持较高的加工精度。