微喷射型三维打印制造技术具有成型速度快、运行成本低、适用材料广、适用于办公室环境等诸多优点,是增材制造领域中技术发展最快、最具有市场竞争力且最有希望面向工业制造进行普及的技术分支之一。但由于起步晚,我国针对该技术的研究较国外先进水平存在明显的差距,这就造成了如今国内的微喷射型三维打印系统市场被国外厂商全面垄断的局面。此类进口的三维打印系统不但设备价格高昂,其日常运行所使用的专用成型材料的售价更是让国内中小型制造企业无法承受。基于以上的背景,本文实现了以“优化成型工艺,提高三维打印质量”为技术思路的微喷射型三维打印系统开发流程。从三维打印技术最基础的成型工艺——“微滴喷射”开始,本文依次研究了“液滴与粉床相互作用”、“粉末粘结”以及“薄粉层铺制”这些构成三维打印制造过程的关键成型工艺。并对相关工艺提出优化建议以达到改善三维打印制件成型质量的目的。然后再基于工艺优化,进行了“三维打印装备系统”及“数据处理和控制软件”的开发研究。最后还利用该自开发的装备系统及软件进行了“基于三维打印技术制造功能部件”的研究,成功实现了高性能氧化铝/硼硅酸盐玻璃复合材料功能部件的制造。论文第二章开发了一种结构紧凑的薄型气动膜片式喷头单元,可以通过多个单元的组合形成阵列喷头,大大提高喷射效率来服务于三维打印制造工艺研究。本章还对薄型气动膜片式喷头单元的喷射过程从受力平衡、质量守恒以及能量守恒角度分别建立控制方程,理论分析了该喷头单元的微喷射机理。最后,针对该喷头单元进行“微喷射实验”,利用机器视觉和数字图像处理的方法记录不同喷射条件所对应的液滴喷射参数（液滴大小和速度）。论文第三章首先针对液滴与粉床相互作用效应进行了理论研究,并以此为指导,从能量转化视角对喷射参数、粉床参数如何影响液滴/粉床相互作用效果,以及由此给三维打印制件质量带来的影响做出了假设。然后,根据第二章中的“微喷射实验”的记录结果合理地对薄型喷头单元设置喷射条件,选择具有合适喷射参数的液滴去轰击粉床进行冲击实验,从而研究喷射参数、粉床参数对液滴/粉床相互作用效应以及对三维打印制件质量的影响,实验结果和上述“能量假设”具有较好的一致性。最后,通过实验结果分析得出了有利于提高三维打印制件质量的粉床参数优化建议和喷射优化建议,针对喷射优化建议还通过实验提出了喷射优化措施。论文第四章旨在通过铺粉工艺研究来提出满足粉床参数优化建议的铺粉优化措施。通过铺粉工艺实验,证明了“双铺粉”方法相比传统的“逆转辊”铺粉法可以将小粒径的粉末材料铺制成层厚更薄致密度更高的粉层。本章还创新性建立了“铺粉理论框架”,它可以作为理论工具来描述铺粉过程中粉体的粉末行为。利用该铺粉理论框架,本章还对上述铺粉实验中的诸多实验现象与结果进行了解释,更从理论角度对“双铺粉”方法相较于传统铺粉方法的优势进行了论证。在第二至四章的工艺优化研究指导下,论文第五章实现了一种三维打印数据快速处理方法（基于SSL格式文件）,并开发了具有三层功能模块结构的三维打印装备系统。为了检验本文基于关键成型工艺研究而开发的整套三维打印系统的性能,论文第六章基于一种全新的以“脲醛树脂粉末粘接剂”为核心的基材粉末粘结原理,借助第五章中自开发的三维打印装备系统及控制软件来打印Al₂O₃胚体。Al₂O₃胚体再经过精心设计的“烧结”及“硼玻璃-熔融渗透”后处理工艺,最终转化为氧化铝/硼玻璃复合材料。该复合材料制件具有很好的力学性能:抗拉强度为86.7MPa、抗弯强度为200.7MPa、抗压强度为1503.4MPa、杨氏模量为278.7GPa、维氏硬度为14.1GPa以及断裂韧性为4.2MPa·m^1/2,并且也具有很低的热膨胀系数,在5.3×10^-6℃^-1以下;本章还将该复合材料功能部件进行了实际工程应用的尝试,并验证了可行性。