柔性传感器具有良好的柔韧性,可以集成在各种可穿戴产品中进行信号采集,从而在生物医学工程和健康监测等方面发挥重要的作用。传统的软光刻制造存在着工艺设备昂贵、工艺流程复杂、生产成本较高等问题。3D打印技术有望解决柔性传感器制造的问题。本文面向3D打印压敏材料制造柔性压力传感器,进行了如下研究:1、以碳纳米管（MWCNTs）、石墨（EG）、碳球（MCMB）为导电填料,以聚氨酯（TPU）为基体,通过熔融共混法制备了MWCNTs/EG/MCMB/TPU柔性3D打印压敏材料。进行了熔体流速分析、力学性能分析、电学性能分析,发现随着碳导电填料添加比例的增加,材料的熔体流速下降、力学性能下降、导电性能提高。正交试验结果表明,EG与MCMB对材料性能的影响程度相当,说明导电填料的形貌对于材料性能的影响不大,原因是在熔融状态下TPU对碳填料进行了包裹。相比之下,均匀分布的MW CNTs显示出较强的尺寸效应,对复合材料的熔体流速、力学性能和导电性均产生了较大的影响。2、针对MWCNTs/EG/MCMB/TPU柔性3D打印压敏材料进行了压阻测试,区分了实验测试中的体积压阻与界面压阻效应,分析碳填料对压阻性能的影响,并进行了多次循环加载压阻性能测试。结果显示,制备的柔性3D打印压敏材料压阻性能具有良好的重复性。随着碳导电填料添加比例的增加,材料的体积压阻灵敏度与界面压阻灵敏度逐渐下降。且材料的界面压阻灵敏度大于体积压阻灵敏度,更适合用来设计灵敏度较高的传感器。综合考虑压敏特性和3D打印工艺要求,得到导电填料的最佳质量分数MWCNTs为5%,EG为10%,MCMB为10%。3、考虑导电粒子在有限空间中随机分布,利用蒙特卡罗方法进行导电复合材料的模拟仿真,建立导电复合材料的三维模型。结果表明,导电粒子之间的最小间距服从正态分布。在相同体积添加量下,MWCNTs的加入可使导电粒子的间距迅速减小,对复合材料的电阻率影响最大,显示了MWCNTs的尺寸效应。而体积较大的EG与MCMB对于导电粒子间距影响不大,对复合材料的电阻率影响也不明显。4、设计并借助3D打印制造了一种柔性压力传感器,进而制作了由多个传感器单元组成的传感器阵列,并对其传感性能进行了分析。实验结果显示,柔性压力传感器响应灵敏度为0.07?/k Pa,加载响应时间为0.2s,卸载响应时间为0.2 s。在长时间的循环压力加载下,依然能够保持良好的传感特性。阵列型柔性压力分布传感器不仅能够检测压力分布的能力,还能显示加载物体的位置、形状与作用时间长短等信息。