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含能装药是武器战斗部毁伤的能源,也是决定弹药安全性的核心。目前装药成型方式主要为熔铸、浇注和压装三种,可以满足单一结构的弹药装药,但难以实现对复杂结构的装药,限制了装药的安全性和能量提升。本文为了实现复合结构装药,提高装药的安全性,研究基于3D打印的含能装药成型技术,通过粘结剂与溶剂的优化设计制备了1,3,5-三氨基-2,4,6-三硝基苯(TATB)和六硝基六氮杂异戊兹烷(CL-20)的两种可打印的含能油墨,重点研究了两种含能油墨的流变性与变化规律。采用3D直写打印成型技术分别制备了 TATB、CL-20和TATB/CL-20新型复合结构装药,同时研究了打印工艺对装药微观形貌与宏观结构的影响。通过撞击感度实验研究获得了新型复合结构装药的安全性。主要研究内容如下:(1)基于装药的能量密度、安全性和直写成型性能,设计制备了 CL-20基和TATB基可打印的含能油墨。为了降低炸药的感度同时提高含能油墨的流变性,使用了机械研磨方法制备了亚微米的CL-20(～1μm)和TATB(～1μm)炸药颗粒。通过研究选用了含能粘结剂缩水叠氮甘油聚醚(GAP)/多异氰酸酯(N-100)粘结剂体系和三氯甲烷(chloroform)、二甲苯(xylene)溶剂体系,并将GAP与三氯甲烷配制为质量浓度25%的溶液,N-100与二甲苯配制为质量浓度33%的溶液,两种溶液与炸药搅拌混合得到含能油墨。采用流变仪对含能油墨的流变性能进行了研究,发现含能油墨的粘度随着粘结剂含量的增加而降低,储能模量随着粘结剂含量的增加而增加,并且在流变性测试中发现油墨具有剪切变稀现象,说明油墨为假塑性流体。经实验研究最终获得油墨各组分的最佳配比,油墨中GAP与N-100质量比为3:1,GAP和N-100与炸药(CL-20或TATB)质量比为1:4。(2)为了提高装药安全性,设计了 3种新型复合结构装药(轴向多层复合结构、径向多层复合结构、核壳复合结构),通过3D打印直写技术将TATB和CL-20两种含能油墨构筑成型为3种不同的复合结构装药。轴向多层结构采用逐层打印成型方法;径向多层结构采用由外向内依次打印成型方法;核壳多层结构打印方法为先打印外壳,再打印内层组分,最后完成外壳封口。重点研究了 3D打印工艺参数(书写速率和针头口径)对装药微观形貌和宏观结构的影响,确定了合适的打印成型工艺,即采用3mm·s-1的打印速度和0.25 mm 口径的针头进行打印能得到结构稳定的装药。采用落锤撞击实验,对3种复合结构装药的安全性进行了研究,结果表明,具有核壳复合多层结构的装药的特性落高(HH50)达到72.50 cm,比同质量的CL-20装药提高了 3.14倍。