快速成形制造（Rapid Prototype/Part Manufacturing，简称 RPM）是20世纪七十年代后期起源于美国，并很快发展起来的一种先进制造技术。快速成形制造技术采用逐点逐层添加材料的加工方法，使用数控成形设备快速完成零件的加工。金属均匀液滴喷射技术是20世纪90年代出现的一种以金属微滴作为沉积单元的快速成形技术，将熔融金属射流破碎直接得到金属均匀液滴束流，根据CAD软件生成的零件几何信息，控制金属液滴打印位置，从而将金属液滴直接沉积形成与设计要求一致的零件实体而不需要模具。由于液滴的大小、速度、飞行轨迹、凝固过程等均可精确控制，利用该技术可以进行电路板布线及金属零件的快速沉积成形。　　本文根据金属均匀液滴发生原理及液滴飞行轨迹控制的要求，研制了一套金属均匀液滴喷射打印实验装置，包括金属均匀液滴发生器和液滴充电偏转飞行轨迹控制电源，可完成金属射流受激破碎形成均匀液滴束流、对金属液滴充电及其在强电场作用下的偏转，从而实现对液滴飞行轨迹的控制，达到精确控制金属液滴打印位置的目的。　　论文系统深入地研究了金属射流在轴对称周期性小扰动作用下破碎形成均匀液滴束流过程的机理，根据射流破碎过程的物理模型，利用数值模拟的方法完成了金属射流在扰动作用下破碎形成金属均匀液滴束流过程的仿真，结果表明：在扰动的作用下金属液射流内部形成了压力波动，从而造成射流的破碎；射流破碎长度取决于振动振幅、振动杆端面与喷嘴的距离等振动特性参数，射流破碎长度还与喷嘴圆柱段长径比、喷嘴入口锥角等几何结构尺寸有关。　　建立了金属液滴充电过程数学模型及液滴在静电斥力、重力、环境气体拖曳力、电场力等作用下运动的数学模型，通过数值计算，得出了充电、偏转系统几何参数和充电、偏转电压及射流速度等参数对液滴飞行轨迹的影响规律，并着重分析了带电金属液滴在相互间的静电斥力作用下对沉积精度的影响。　　金属液滴形成后在沉积室内飞行冷却凝固，经历了液态冷却、熔体凝固和固态冷却三个阶段。本文建立了金属液滴飞行过程中传热及凝固的数学模型，通过计算得出了金属液滴处于单液滴自由飞行及在液滴束流中飞行两种模式下，液滴的温度、固相分数和冷却速度随着飞行距离的增加而发生变化的规律，分析了液滴在充电偏转飞行过程中的热传输行为和凝固行为。　　在数值计算的基础上优选参数，进行了金属射流破碎及喷射打印实验，对在不同的条件下进行射流受激破碎实验，对实验结果进行了比较，当射流在惰性气氛环境下破碎且充电后，收集到球状均匀粉末；初步完成了二维线路及三维金属零件的沉积实验,并对实验结果和仿真结果做了比较分析。