3D打印的技术理念早在二十世纪九十年代中期就已初步成型。随着信息技术的进步,这种结合了多种先进制造技术于一身的新型制造方法迅速发展。3D打印从最初的单一堆叠方式,发展到今天的熔融沉积式、粉末烧结式、光固化式、微滴喷射式等多种成型方法。其中,微滴喷射3D打印可实现微量液滴的精确分配与定点沉积,使成形材料的微观组织较传统工艺制备的微观组织更为细小、均匀,制件性能也相对较高。而如何实现液滴的稳定均匀喷射,是保证微滴喷射3D打印实现高精度成型的研究重点。本文基于前人对喷射成滴机理的研究成果,详细描述了高聚物熔体的喷射成滴的微观过程,并运用能量方程和平衡方程对熔滴的沉积机理和堆叠机理进行了理论推导,并得出了影响高聚物熔体喷射的工艺参数。在此基础上设计了一种用于高聚物熔体的微滴喷射装置,并对不同工艺参数的影响进行了实验验证,最终提高了熔滴的喷射稳定性和均匀性和熔体堆叠成型的精度。首先,对高聚物熔体微滴喷射机理进行了理论研究。运用能量守恒定律,得出了喷射速度、粘滞力等影响熔滴沉积最大铺展直径的参数；研究从单独喷射熔滴出发,由线型沉积到面沉积,得到了重合度对液滴阵列堆叠形态的影响和影响重合度的工艺参数,如喷射频率、喷嘴移动速度和熔滴直径等；针对3D打印制品中常见的错层、翘曲等变形现象建立了简化的力学模型,对其在成型过程中的应力应变进行了理论推导,得出了变形的根本原因为层间的应力应变分布不均,同时得到了影响其应力应变分布的参数值如层高、沉积路径等。以上分析由点到面最终到体,逐步剖析了熔滴喷射沉积过程的机理,最后以熔体微滴沉积成型制品精度为落脚点,为高聚物熔体微滴喷射装置的工艺参数研究提供了理论基础。其次,针对上文所述影响高聚物熔体微滴喷射的工艺参数,设计了一套电磁铁驱动的针阀式微滴喷射装置。对螺杆驱动电机、联轴器、加热器等进行选型计算,并设计了三维移动平台,对塑化螺杆进行了设计计算,最终采用等距变深螺杆；设计了几种不同的阀针结构与喷嘴结构,根据其不同特点及对高聚物熔体的适配性,最终选择了微柱塞式喷嘴,实现了熔滴的稳定喷射；对第一代喷射装置在三维移动平台的稳定性、熔体塑化装置的结构和阀针驱动装置进行了结构优化,并设计了第二代装置,提高了喷射装置的运行稳定性,和熔滴的喷射精度。最后,高聚物熔体在实现均匀稳定成滴过程中需要解决以下四点关键技术,分别为熔滴的尺寸控制、相邻熔滴间的分离度大小控制、连续成滴的可控性和熔滴固化形态控制。针对以上关键技术,对喷射成滴过程中熔滴空中形态、熔滴沉积形态以及堆叠制品形状在不同工艺参数下的影响及变化进行了实验探究,并得出以下结论：高聚物熔体成滴必须依靠基板拖拽才能形成单独均匀熔滴；熔体固化成型形态受螺杆转速、喷射频率、熔体温度、喷嘴直径等工艺参数的共同作用,对参数进行优化组合,可提高高聚物熔体微滴沉积的均匀性；改变移动速度,并与喷射频率和熔滴直径实现优化组合后可形成粘接强度高,边缘平滑的熔滴线,从而实现熔滴堆叠精度的提高,而通过调节沉积路径可优化熔滴堆叠过程中的热分布,有效降低堆叠的热分布集中,改善翘曲和局部坍缩的现象。