陶瓷材料具有高强度、高硬度、低密度、耐高温、化学稳定性好等优异性能,在航空、航天、能源、机械、生物工程等行业有广泛应用。但是由于陶瓷材料本身硬而脆的特性,一些形状复杂的陶瓷产品很难直接制造出来,或者制造过程需要复杂的模具,而复杂模具加工成本高、开发周期长,模具加工完成后,也无法对其进行修改,这种生产方式越来越不能适应陶瓷产品的改进和更新换代。三维打印以成型速度快、适应材料类型广泛、无需支撑、容易操作、工作过程中无污染等为陶瓷和陶瓷基材料的直接快速成型提供了可能性。分析三维打印成型机理,包括液滴喷射原理,液滴与介质表面交互作用;并从仿真和实验方面研究粉末配方、液滴特性、多孔介质孔隙率对三维打印Al2O3基陶瓷材料加工质量的影响。三维打印的实质是打印头将液滴选择性地喷射在粉末表面上,与粉末发生物理或者化学作用,形成二维截面轮廓。该过程包括液滴的形成、液滴与粉末表面的交互作用。论文分别从液滴喷射原理、液滴的形成、液滴与介质表面的交互作用等三个方面对三维打印成型机理进行系统分析。针对目前在三维打印中,以水为主要成分的水基粘结剂喷射在成型粉末上粘结成型,而Al2O3粉末很难与水基粘结剂发生反应成型的问题,提出在Al2O3粉末中混入粉末粘结剂,以Al2O3粉末为基础,马铃薯糊精为粉末粘结剂,对不同粘结剂含量配备的混合粉末的原材料,使用ZPrinter310打印机进行打印,研究混合粉末中粘结剂含量对三维打印件成型性能、尺寸精度和机械性能的影响,分析出最优粉末配方。针对粘结剂物理特性对三维打印中渗透误差影响的问题,建立单液滴冲击多孔介质的数值模型,分析不同液滴在多孔介质上冲击、扩展、渗透的动态过程,为三维打印中工艺参数的选择以及三维打印的成形机理的理解提供理论基础。通过建立单液滴冲击多孔介质的可视化实验系统,使用高速摄影仪拍摄液滴冲击Al2O3粉末的动态全过程,对液滴冲击Al2O3基陶瓷粉末进行研究,分析液滴粘度、冲击速度对液滴形态变化的影响,验证仿真模型的正确性。