熔融沉积成型（Fused Deposition Modeling,FDM）现已成为最受欢迎的3D打印技术之一,然而因“逐层制造”原理的限制,FDM打印的零件内部会出现熔丝界面,导致层间结合性能弱、力学性能差的问题。为了改善与提升熔丝界面的结合性能,本文提出如下解决方法:首先,选择纳米羟基磷灰石（Nano-hydroxyapatite,n-HA）和短切碳纤维（Carbon fiber,CF）作为增强材料,并对n-HA和短切CF的表面进行改性处理。然后,利用超声浸渍处理的方式对PLA基体进行颗粒增强和纤维增强,获得PLA/n-HA/CF复合材料丝材;其次,利用ANSYS有限元软件分析PLA/n-HA/CF复合材料丝材的最优FDM工艺参数。最后,通过FDM工艺将获得的PLA/n-HA/CF复合材料丝材制备成试样,并对试样的宏观力学性能和微观形貌进行表征。（1）在数值计算部分,利用Fluent模块对PLA/n-HA复合材料在三组不同打印速度和打印温度下的流体性能进行分析。结果表明,当打印速度为90 mm/s时,PLA/n-HA复合材料流体出口黏度的数值最低;当打印温度为210℃时,PLA/n-HA复合材料流体在出口转变点处的温度梯度最小,流体流动顺畅。同时,利用离散相模型（Discrete phase model,DPM）对改性n-HA颗粒和改性短切CF颗粒在PLA流体中的分布状况进行数值计算。结果表明,改性n-HA颗粒和改性短切CF颗粒在PLA基体上均可以顺畅流动。因此,根据数值计算的结果,选择90 mm/s和210℃作为FDM工艺的最优打印参数。（2）针对n-HA进行改性分析,结果表明经过60℃恒温水浴加热4小时的n-HA微观形貌较为规则、团聚程度明显减小。改性后n-HA表面的磷（P）元素和钙（Ca）元素的含量显著降低,其呈现明显的核壳结构,因此n-HA的改性效果最佳。根据数值计算优化后的FDM工艺参数,利用FDM工艺制备PLA/n-HA复合材料拉伸试样,对PLA/n-HA复合材料拉伸试样的力学性能和微观形貌进行分析。结果表明,PLA＿5%n-HA的应力应变曲线的积分面积值最大,其具有最大的拉伸断裂能。并且,改性n-HA颗粒较为均匀的分布在层间熔丝界面上,因此PLA＿5%n-HA复合材料层间熔丝界面的力学性能最好。（3）针对短切CF进行改性分析,结果表明经过HNO3氧化处理6小时后,短切CF的表面出现均匀的刻蚀坑。短切CF改性后,其表面不仅含氧官能团的数量有所增加,而且还出现新的含氧官能团（-COOH）。含氧官能团的出现,在一定程度上有利于改性短切CF增强PLA基体。根据数值计算优化后的FDM工艺参数和改性n-HA对PLA熔丝界面增强的最佳含量为基础,制备PLA/n-HA/CF复合材料拉伸试样。对PLA/n-HA/CF复合材料的分析发现,当改性短切CF含量为6%时,PLA/n-HA/CF复合材料应力应变曲线的积分面积值最大,具有最大的拉伸断裂能。因此,改性n-HA含量为5%、改性短切CF含量为6%时,通过FDM工艺制备的PLA/n-HA/CF复合材料试样的强度、塑韧性和微观形貌均为最好。该论文有图51幅,表9个,参考文献127篇