聚酰亚胺（PI）具有耐高低温、低介电常数、高强度和优异稳定性等优点,已广泛应用于航空航天、微电子等领域。其传统成形方式主要为流延、注塑、模压,而传统方法制备聚酰亚胺及其复合材料零件时需要额外制作模具,且后续的机械加工操作会产生大量的废料,具有操作复杂、制作周期长、低效率、浪费资源等缺点。3D打印技术是一种将数字模型转化为实体结构的成形方式,利用分层制造的原理,可定制复杂三维结构,具有操作简单、成形精度高、制作周期短、节约资源等优点。将3D打印技术应用于聚酰亚胺及其复合材料的结构成形制作不仅可以简化加工工艺,而且对复杂形状制件的制作也将具有巨大的优势。直书写3D打印技术具有温和的挤出温度与简单的墨水配方,较适合高耐热热固性聚酰亚胺（TSPI）及其复合材料的成形制作。鉴于此,利用直书写3D打印技术简单、高效地制作形状高度复杂,同时兼具优异耐热性能的聚酰亚胺及其复合材料是本论文的主要研究目标。本论文的研究内容主要分为以下三个部分:（1）溶剂辅助直书写3D打印热固性聚酰亚胺（TSPI）的制备及性能研究。采用高固含量苯乙炔基封端聚酰胺酸（PAA）溶液作为打印的墨水,研究正己烷、石油醚、环己烷以及水作为辅助溶剂对聚酰亚胺3D打印成形性与热性能的影响。研究表明:通过溶剂辅助作用,不但实现了PAA墨水的成形制作,而且保持了TSPI优异的耐热性能。（2）直书写3D打印热固性聚酰亚胺/纳米二氧化硅（TSPI/Si O2）复合材料的制备及性能研究。通过PAA/Si O2复合墨水的配制,打印及热固化,得到TSPI/Si O2复合材料。结果表明:纳米Si O2粒子对PAA/Si O2复合墨水的流变学性能具有明显的改善作用,当纳米Si O2的含量为26.3%时,复合墨水具有自支撑性与可打印性,打印制作的制件具有低的尺寸收缩率,表现为各向同性收缩。与C-TSPI相比,C-TSPI/Si O2-26.3%复合材料的耐热性能得到明显的提高。流延法制备的C-TSPI/Si O2-26.3%复合薄膜与打印方向为横向的TSPI/Si O2-26.3%-X复合薄膜相比,二者的平均拉伸强度无明显差异;打印制备的TSPI/Si O2-26.3%复合薄膜的机械性能具有各向异性。（3）直书写3D打印多孔热固性聚酰亚胺/碳纤维（TSPI/CF）复合材料的制备及性能研究。通过PAA/CF复合墨水的配制、打印、热固化及水刻蚀致孔剂,制备多孔TSPI/CF复合材料。结果表明:CF与Na Cl对PAA墨水的流变学性能具有协同调控作用,实现了PAA/CF复合墨水的自支撑性,能够打印形状复杂的多孔复合材料,具有低的尺寸、体积收缩率,表现为各向同性收缩,且CF在TSPI中的取向性与打印路径相一致。此外,CF在TSPI中充当骨架,当CF含量增加时,多孔复合材料的孔隙率升高、平均孔径降低、拉伸强度与抗压缩强度增强。当CF含量为12.1%时,所得多孔TSPI/CF复合材料具有优异的储油、出油性能,在油作为润滑剂时具有突出的湿摩擦学性能。