均匀金属微滴喷射增材制造技术是一种以金属微滴作为基本制造单元的三维实体离散堆积快速成形技术,具有材料利用率高、适应性强、结构可设计性强等优点,在直接快速制造微小金属构件、功能器件和异质部件方面具有独特优势,被认为是一种极具前景的微小金属结构增材制造技术。然而金属微滴沉积制造是一个典型的三维非线性瞬态传热过程,涉及到高焓金属液滴的凝固过程和复杂的热行为,如界面重熔、传热传质和固液界面生长。该过程通常伴随着热累积效应的发生,从而严重破坏成形件的成形精度和内部组织的均匀性,成为制约该技术实现高质量零件直接快速制备的瓶颈。基于此,本文以成形微立柱为例,采用理论分析与仿真研究结合的方法,开展金属微滴沉积过程热累积效应演化机理研究,并探索能够抑制热累积效应的有效方法,以期为热累积效应分析奠定理论基础,为优化成形工艺与成形质量提供指导。本文主要研究内容如下:阐明了基于气动式按需喷射均匀金属微滴增材制造技术原理及其系统组成,基于成形微立柱结构制定了热累积效应研究方案,分析了在不同沉积频率与固定沉积频率下微立柱成形形貌演化规律,提出了均匀金属微滴沉积热累积效应难题。分析了金属微滴沉积过程的传热特征,基于传热理论模型开展了热累积效应理论分析,根据传热平衡条件定义了成形微立柱顶部平衡温度及其临界高度,基于此,界定了传热平衡演化图谱中的可成形区与不可成形区、传热平衡区与非平衡区,探究了工艺参数对热累积演化的影响规律,提出了热累积程度的表征参数并确立了金属微滴沉积数值仿真工艺窗口。开展了金属微滴沉积形成微立柱过程的仿真研究,系统研究了金属微滴沉积过程的温度场、热通量、固相分数与速度场演化规律,阐明了传热滞后行为是热累积效应的诱因,探究了金属微滴在热累积影响下的动态演化行为,揭示了热累积效应的演化机理及其对成形精度的影响规律,为进一步探究热累积效应抑制方法奠定了基础。分析了金属微滴沉积过程热累积效应影响因素,提出了抑制热累积效应的有效方法,制定了抑制热累积效应的工艺图谱,并通过仿真与实验对其可行性与有效性进行了验证。实验所得微立柱高度与理论设计的偏差仅为4.55%,直径精度相较于固定工艺条件提高了近5倍。为抑制均匀金属微滴喷射增材制造技术中的热累积效应从而提高其成形质量提供了指导。