快速原型技术(Rapid Prototyping简称RP)，是20世纪80年代中期发展起来的一种全新制造技术。在计算机中将三维实体按层切片，并在计算机的控制下通过激光或其他技术选择性地固化、切割、烧结、喷涂等液体、纸、粉末或热熔性材料等，形成各个截面轮廓并逐步顺序叠加成三维工件实体。快速原型加工具有以下优点：可迅速制造出自由曲面和更为复杂形态的零件，大大降低了新产品的开发成本和开发周期，属非接触加工，加工效率高。 三维打印是RP的五类方法之一，在RP中处于最活跃和最前沿的位置，在功能性元件等的制造中处于主导地位，同时也是加工过程最灵活的RP技术。本文以新加坡国立大学“研究和开发3D的按需微喷设备系统”项目(新加坡科学技术研究机构资助基金,Agency for Science，Technology and Research)为背景，采用理论研究与实验验证相结合的方法，研究了3D喷墨打印技术以及压电喷墨设备中液滴形成过程。 以控制喷墨打印系统中喷射出的液滴的大小和速度为目标，以提高喷墨打印加工过程的精确度为原则，建立了预测喷射的液滴的大小和速度的数学模型。采用流体体积方法(Volume of fluid，简称VOF方法)模拟出液滴形成的过程，采用流体力学计算软件工具Fluent和Gambit实现数值模拟，并用解析的方法研究和计算得到接近实际的上流压力边界条件。 实验采用新加坡国立大学机械系建立的按需打印系统完成。该系统的硬件由XYZ三轴运动装置、双喷头、加热器、空气压力控制器构成，可视化系统及两台电脑共同控制系统的运动和喷射。模拟结果和实验结果的对比表明，模拟的液滴直径误差值为0.32 μm(误差百分比0.53％)、速度误差值为0.15m/s(误差百分比6.81％)。通过上述研究，得到如下结论：喷嘴口的速度历史是时域内的振荡函数；对电压进行傅立叶级数分解时，推荐使用40项；材料的粘度对液滴的形成影响很大，当粘度的增加，要提高温度或者增加电压值来减小粘度的影响；材料密度对于液滴形成过程的影响很小；表面张力对液滴形成过程影响不大。