采用液滴喷射的三维打印成形是目前快速成形中最具有生命力的技术，有着广阔的应用前景。它适合家用电器、办公室用品、建筑模型、医学模型等行业的新产品开发。该技术无需激光系统，造价和使用成本低，且可靠性高，设备体积小，成形速度快，是一种能够被普及的快速成形系统。本研究工作旨在开发具有工业应用前景、速度高、设备和材料成本低、具有自主知识产权的经济型三维打印成形系统。 本文系统地分析了喷射液滴的形成和液滴与介质表面的交互作用。将热气泡按需落下喷射模式应用于三维打印成形，描述了液滴的流体动力学特性。对液滴与介质表面的冲击、铺展、润湿和渗透的交互作用机理进行分析，为结构设计、选择合适的材料和工艺参数提供依据。 针对经济型快速成形的市场应用需求，设计了基于液滴粘接粉末的三维打印成形系统，确定了合理可靠的机械和控制系统。对粉末铺覆装置进行创新设计，采用上供粉方式，并与辊子运动集成，形成独立模块，结构紧凑，能够适合多种粉末的铺覆，并能够节约材料，使工作环境更友好。 对三维打印成形的材料，尤其是粉末材料进行了详细讨论，分析了粉末的形状、粒度、粒度分布，粉末密度和成分以及溶液饱和度等对成形的影响，介绍了淀粉、陶瓷、石膏等粉末及其粘接材料。开发了石膏基复合粉末和与之匹配的粘接溶液，通过试验和制件微观组织的分析，确定了主要添加剂成分以及在成形过程中的作用，并对所选用粉末的和粘接溶液的物化性能进行了测定。三维打印成形受到材料特性、喷射扫描模式、铺粉过程等因素的影响，论文总结了成形制件可能出现的各种缺陷，并对缺陷的产生机理进行分析，为成形材料和工艺参数的选择和优化提供依据。 将带限制的混料均匀设计应用于粉末的配方设计，在不影响分析粉末成分对制件性能影响规律的前提下，极大地减少了试验次数。采用多项式加上倒数项的非线性回归模型，得到了粉末配方对制件各种性能的回归方程组，建立粉末配方的多目标优化模型。求解最优配方并进行试验验证，其误差小于10％，回归和优化结果在试验涵盖的范围内有效，可作为配方选择的依据。上述方法具有共性，同样适用于其他类型成形材料的开发。 通过选择合理的工艺参数，可以控制制件的微观组织结构和宏观机械特性。采用慢速喷射扫描模式、减小层厚、提高辊子转速以及降低辊子的移动速度，可以提高粉末层中溶液的饱和度和粉末致密度，从而提高制件的密度和抗压强度。此外，制件抗压强度的变化规律与密度基本一致。根据三维打印成形的特点设计了标准测试件，并制定了综合性能指标评价体系，采用正交法设计试验，对试验结果进行直观分析和方差分析，确定了最佳工艺参数。 本文开发的经济型三维打印系统具有与国外同类产品相当的成形速度和成形精度，但可以实现设备价格为国外同类产品的50％，材料价格降至进口材料的20％，使系统具有良好的性价比，可以有效地推动经济型快速成形系统的推广和普及。最后，对进一步的研究方向进行了简要的讨论。