柔性电子未来可能带来一场新的电子技术革命,近年来国内外多所顶级高校相继展开研究,相关论文量也呈指数性增加;3D打印自身独特的增材制造优势也被看做是一项有着巨大潜力的加工技术,英国经济学人杂志评论其将与信息技术共同推动第四次工业革命的到来。本文的研究将二者有机的结合到一起,研究了基于墨水直写3D打印的柔性电子器件加工方法,发挥了 3D打印技术增材制造的优势,弥补了传统工艺在柔性基底上加工器件困难的问题。本文对国内外柔性电子器件以及3D打印技术研究现状况展开了细致调研,分析了多种现有的电子器件加工方法,以及这些方法在制造柔性器件方面面临的挑战。结合3D打印增材制造的加工思想,本文提出了面向柔性纳米传感器件一体化制造开展相关了实验系统、控制方法与应用研究。这对满足未来柔性电子器件和可穿戴设备的需求具有重要的意义。针对柔性器件的一体化制造实现方法,首先对直写3D打印柔性电子器件系统的硬件结构进行了设计,开发了双打印喷头交替打印的结构,这样的结构可以实现两种材料的复合打印,极大地增加了系统的灵活性,也可有效拓展系统适用领域。同时,为系统搭建了紫外固化装置以及温度可调的热固化装置,对于需要后续固化处理的材料可根据实际需求选择合适的方式。针对一体化打印对控制系统的需求,本文对调试系统的控制程序进行了设计与优化。对影响系统稳定性和运动精度的主要参数进行了分析,研究表明调节系统PID参数等使系统的品质因数可以达到95%以上。此时系统能够稳定的运行,且系统误差小,定位精度高。在此基础上对软件进行了二次开发,开发出友好的用户界面,编写了基于二维图形快速生成打印路径的程序以及三维结构的快速切片软件。这两个软件的处理思路都是根据打印需求将打印路径转化为机器可以识别的G代码,利用平台的运动控制程序调用打印路径的G代码,从而完成商用3D打印机能够完成的任务以及一部分现有系统难以实现的液态导电浆料的打印工作。最后,利用本文搭建的系统做了实验验证。对不同打印材料进行了实验研究,如银纳米粒子、碳纳米材料以及高分子硅酮胶和PDMS等。本文重点研究了适合于本系统打印使用的液态浆料的流变特性,总结出打印线宽与打印速度之间的关系,为实现柔性器件制造奠定了方法基础。利用该系统打印了多个柔性电子器件,以及多个微流控管道等三维结构。实验应用阶段对打印的电子器件性能进行了测试,实现了电磁感应线圈、红外传感器、双层柔性电路以及利用全打印的柔性应力传感器开发的可用于识别手势的手套。