目前,3D打印技术已经在工业、建筑、生物医疗等领域得到了广泛的应用。随着3D打印技术发展,3D打印产品逐渐走近千家万户,大到飞机建筑,小到普通3D工艺品,3D打印技术逐渐融入到人们的日常生活和科研及生产活动中。尤其是在组织工程中,3D打印的应用在最近十几年得到快速发展。组织工程中的3D打印技术又被称为生物3D打印技术,其原理:首先将生物材料与目标细胞混合,利用3D打印技术得到所需要的三维结构,然后经过后处理得到具有生物活性的器官模型。海藻酸钠水凝胶因其具有良好的生物兼容性,是生物打印比较常用的生物材料。通过加入适当比例的明胶成分,在增强凝胶机械性能的同时还能够满足打印要求。本文通过两种工艺对水凝胶打印进行研究,研究的重点分为以下几个部分:⑴搭建凝胶打印平台,可以进行低温挤出打印和支撑挤出打印。实验选用琼脂-明胶颗粒作为支撑材料,并介绍支撑材料的制备过程,通过实验找到满足支撑打印琼脂、明胶的合适配比。⑵对本文使用的琼脂-明胶颗粒支撑材料进行理论分析,得到能够在支撑材料成型的理论依据。通过旋转式多功能流变测量剪切应力与剪切速率的关系,可知实验使用的海藻酸钠混合溶液为假塑性-幂律流体。根据假塑性-幂律流体的基本方程,得到凝胶挤出纤维直径的表达式。⑶给出了幂律流体流态的判定模型,通过fluent软件对喷头流场进行仿真分析,对流场内流速分布、剪切力分布及压力分布进行探讨分析。根据仿真得到的挤出压力大小结合纤维直径理论公式,比较理论值与仿真值的差异。⑷通过实验分析比较支撑打印的工艺优势,探究压力、温度、喷头移动速度以及喷头流道长度对纤维直径的影响。通过正交试验,得到支撑打印的最优打印参数。试验设置最优参数打印字母“T”形、空心圆柱和三棱柱,验证本文采用琼脂-明胶颗粒作为支撑材料的可行性,以及实验得到最优参数的准确性。