李小兰 罗斌 朱科军 雷先明 陈志刚

摘 要：直写打印作为3D打印的形式之一，适合新材料及新结构的开发，是打印多组分复合材料的重要方法。目前，采用该方法制备智能材料及结构、软体机器人、柔性电子等得到了广泛应用。与此同时，直写基础理论研究也得到了发展，为促进人们对直写打印的深入理解，重点介绍了3D直写打印的基础理论，阐述了与打印工艺相关的流变学理论及成型控制理论，提炼出影响打印性能及控制打印精度的关键参数，用于指导后续3D直写打印工艺探索。

关键词：直写打印;流变学理论;打印性能;打印精度

3D打印亦称增材制造技术，自诞生以来，得到飞速发展。目前，市场上出现的3D打印类型主要有光固化成型（SLA）、数字投影固化（DLA）、喷墨打印（Polyjet）、熔融沉积（FDM）、直写打印技术（DIW）等[1]。随着软体机器人、柔性电子、智能材料与结构的发展，直写打印与之结合的研究成为热点[2-3]。3D直写最明显的特点是开放性好，不受打印前体的种类、颗粒尺寸、表面形貌等性质限制，可灵活配置各种打印墨水。打印精度可通过材料本身属性来调控，方便控制制备器件的内部组成成分和连接结构，以发挥打印器件的最佳功能。

1    打印墨水的流變学理论

众所周知，3D直写打印的关键技术之一是配置具有高稳定性能和一定流变性能的打印墨水。目前，直写打印的前体材料一般为流体浆料、凝胶、溶液溶胶等。

打印墨水的配置理论用直写打印墨水的流变学性能常用黏度来表征，流体剪切应力与剪切速率之间的关系可用流动曲线来描述。……