金属3D打印制造技术发展至今,已经产生了多种比较成熟和有代表性的技术,包括选择性激光烧结,选择性激光熔化,激光工程净成型,三维堆焊技术等,其中一些技术已经逐步实现了商业化。但是,这些商业化的成型设备在材料使用范围、成型的精度和效率以及成本等方面还存在许多问题。为了克服这些问题,本文基于气动式金属熔融挤出沉积成型原理,提出了一种新型的金属3D打印技术,并尝试进行系统搭建和实验研究,旨在降低成本,提高材料的使用范围以及提升零件成型的效率和精度。本文介绍了气动式挤出沉积成型工艺的原理和特点,并且将金属液体从喷嘴的出流过程按照管嘴模型进行了建模分析,得出基于管嘴模型的出流能够保证挤出线条的均匀稳定并且得到了出流流量的表达式,给后续的实验提供了理论指导;分析了喷嘴温度,基板温度,驱动气压以及走线速度等参数对金属液体的出流过程以及沉积成型过程产生的影响。对整个系统进行了整体方案设计和搭建工作;分析了机械系统的各个模块包括运动平台、喷头和基板的功能,并且进行了详细的结构设计,解决了系统运动的实现,材料的挤出以及密封等关键性问题;详细介绍了控制系统部分包括运动控制系统、气压控制系统以及温度控制系统的控制原理,并且进行了相应的设计和搭建工作,解决了运动精密控制,气压精密控制以及温度精密控制等关键性问题。根据所搭建的系统,把Sn99.3Cu0.7焊锡条作为实验材料,研究了驱动气压和喷嘴温度对金属液体出流的影响,并且对基板温度,驱动气压,走线速度和喷嘴温度对金属液体沉积的影响进行了实验,得到了获得最佳线条质量的一组最佳工艺参数为:基板温度为220℃,走线速度为30mm/s,驱动气压为0.08 MPa,喷嘴温度为250℃。通过优化的工艺参数进行了一维和平面成型实验,验证了该系统在线条沉积方面的稳定性和均匀性以及在成型平面方面的可行性,并且得到了成型平面的最佳走线间距为0.07mm。最后,基于平面实验中成型表面的质量缺陷,对该系统提出了一种改进方案,以期提高系统成型的质量和精密性。