3D打印技术是近几十年来发展起来的一项技术,很大程度改变了传统的生产制造方式,广泛应用于机械制造、航空航天、军事等多个领域。可应用到3D打印的材料种类十分丰富,有机高分子和无机材料都可以作为3D打印材料。近年越来越多采用类岩石材料代替原岩试件进行试验研究,3D打印类岩石材料是以石膏(硫酸钙)、水泥、石英砂、重晶石粉等为材料进行打印,近年来主要在建筑行业取得一定的进展。针对类岩石代替岩心试样的研究必然会为分析岩心的物理力学性质等提供更广泛的手段和依据。结合3D打印技术的优点,本文研究了一种新的试样制备方法—3D打印类岩石材料;通过研究不同水灰比水泥浆体的流变特性,得到了3D打印类岩石浆体的流变特性曲线,并找到合适的水泥配比范围;在此基础上,设计一种可以用类岩石材料作为打印材料的打印机械装置;分别对打印装置螺杆段和喷嘴部分流场进行了数值模拟;研究了喷嘴的射流特性,对不同结构和几何参数的喷嘴进行了仿真,研究各个参数对喷嘴出流速度的影响,根据数值模拟结果对打印装置进行了优化;3D打印类岩石材料实验的结果表明了设计的可行性。