随着纤维增强聚合物基复合材料在航空航天和汽车轻量化领域的广泛应用,绿色制造、个性化定制和复杂构件加工等需求愈发迫切,利用熔融沉积（FDM）3D打印技术制造纤维增强复合材料可以满足以上需求,弥补传统制造工艺的不足。然而,这种无压力、逐层打印的工艺特性往往会导致打印件力学性能的降低,这也是3D打印复合材料的关键问题所在。近年来,针对3D打印纤维增强复合材料力学特性的研究正在逐步开展,但是打印件的基本力学特性和界面失效问题尚未被完全解释清楚,且研究内容单一。因此,本文系统地对利用FDM工艺打印的短纤维、连续纤维复合材料进行了探索,从工艺和设备原理、打印丝材力学特性、打印件各向异性、纤维含量可控性、层间断裂韧性、混合I、II型层间断裂特性等方面开展了一系列的实验研究,主要内容如下:（1）通过实验研究了两种打印基体材料（尼龙、Onyx）和四种连续纤维增强材料（碳纤维、玻璃纤维、高温高强玻纤、凯夫拉纤维）的力学性能,并利用扫描电镜（SEM）表征失效后的丝材断口,分析了原材料中的缺陷和纤维与基体的浸渍效果。研究结果表明:相较于纯尼龙基体,短纤维增强尼龙（Onyx）基体的刚度更大,但是强度更低;而几种连续纤维增强材料中,碳纤维刚度和强度最大,凯夫拉纤维的韧性最好。Onyx丝材的断裂面显示有大量的短纤维被拔出,这导致了Onyx材料在拉伸位移很小时就出现了失效。（2）通过实验研究了打印件的各向异性和不同连续纤维含量对力学性能和失效模式的影响,此外还通过显微镜表征了试件内部的打印质量。研究结果表明:连续纤维的铺设方向严重影响零件整体的力学性能。拉伸方向与纤维方向一致时试件强度可达到600 MPa,而相互垂直时强度只有不足30 MPa。对于纤维方向试件的性能,强度和模量随着纤维含量的升高而升高;但是垂直于纤维方向打印试件的性能与纤维含量无关,所有类型试件都和纯基体的强度差不多,这说明横向纤维对力学强度并没有提高作用。内部打印质量与材料种类有关,连续碳纤维层质量较好,但是有很多气泡;Onyx层丝间会有空隙;这导致了不同材料的界面特征也不同。从失效断口的SEM图像中可以发现,失效发生在缺陷较多的部位。（3）通过ENF和DCB实验研究了3D打印连续碳纤维层间的纯Ι型和纯ΙΙ型断裂韧性初始值,结果显示:连续纤维层间的Ι型初始断裂韧性较高,而且在实验过程中观察到了纤维桥接的现象,这使得断裂韧性的扩展值更高。结合第三章中对打印件内部打印质量的表征可以看出,纤维层之间没有明显的界面界限,也没有打印丝之间的空隙,这说明相邻界面发生了融合。ΙΙ型断裂韧性较低,这说明界面抗剪切能力差。（4）设计了混合Ⅰ、Ⅱ型层间断裂模式试样,并将界面材料类型、纤维方向作为实验变量,研究了不同种类界面在剪切-剥离耦合应力状态下的力学响应和失效特性,研究结果表明:不同材料种类的界面力学响应不同,失效模式复杂且会发生在其他非中间层。中间为0°碳纤维层的试件刚度最大,90°碳纤维层的试件刚度最小,因为90°碳纤维层不能承受荷载。接触面两端的剥离应力传递至贯穿厚度的其他层,导致裂纹可能率先出现在其他较为薄弱的层间界面。另外,裂纹在扩展过程中可能会发生转移和合并,从而失效从一层转移到另一层。