熔丝增材制造（Fused Filament Fabrication,FFF）广泛应用于高分子材料3D打印,近年来逐渐被用于制造金属和陶瓷零件,成为脱粘烧结型增材制造技术,具有设备简单、操作灵活、适合多种材料打印等优点。然而,配套的粘结剂配方研究较少,金属或陶瓷粉末与作为粘结剂的高分子材料密炼混合挤制的丝材容易断裂,无法保证通过熔融挤出型设备打印预成形坯的连续性;脱粘后的高温烧结过程受多种因素影响,零件最终的致密度及尺寸精度难以控制,在不施加外压条件下,致密度难以提升;金属烧结件中的多孔结构常导致其耐腐蚀性能较差,进一步限制了该技术的应用范围。本文针对金属材料在脱粘烧结型熔丝增材制造过程中的缺陷,以制备316L不锈钢构件为研究对象,建立完整的粘结剂设计流程,自主研发出合适的粘结剂配方;基于该配方,研究了粉末粒径及加入铜粉的影响,制定了有效的溶剂脱粘、热脱粘工艺方案,优化了打印工艺参数;研究了烧结气氛、烧结温度、烧结时间、升温速率等工艺参数对烧结件组织性能的影响规律;利用蒙特卡洛及有限元方法分别建立了局部与宏观致密化模型;研究了加铜对烧结件致密化、相转变、力学、抗菌及耐腐蚀性能的影响。主要研究工作如下:（1）基于系统的评价方法,利用正交试验优化出最佳的粘结剂配方,各成分的体积比为VPP:VSEBS:VPW=5:2:2。制定了合适的混料、挤丝、打印及脱粘工艺制度。研究发现了细颗粒粉末丝材的强度和韧性更高,加铜会降低丝材的强度,装载量提高会导致丝材的韧性下降,粉末粒径大、装载量高有利于溶剂脱粘及热脱粘。（2）研究了纯氩、纯氢、氩-氢混合三种烧结气氛对烧结件组织性能的影响,发现纯氢气氛下烧结件中的氧化物可以更充分地被还原,坯体形状可以更好地保持不变。得出了烧结温度、烧结时间、升温速率、粉末粒径及粉末装载量对烧结件性能的影响规律。通过控制变量分析及智能算法两种途径得到相吻合的优化工艺参数,两种方法的优化作用得到相互验证。（3）应用蒙特卡洛烧结模型模拟计算了扩散对致密化和晶粒生长过程的作用以及大晶粒吞噬小晶粒并逐渐排出孔隙的过程,解释了烧结件边部区域致密度较高的现象。根据连续介质力学和流变学理论建立了致密化有限元模型,得出了装载量、晶界宽度与烧结件最终致密度的关系,解释了低装载量坯体获得高致密度烧结件的现象。当装载量较小时,通过蠕变可以获得相近的致密度,当装载量足够高后,高装载量坯体获得高致密度烧结件的优势体现。粉末粒径足够小后,烧结进程将大大加快。（4）通过研究不同含量的铜粉对烧结件最终性能的影响,发现粗颗粒坯体添加2.182wt.%铜,细颗粒坯体添加0.444wt.%铜,烧结件可以获得最大抗拉强度和延伸率,主要因为适量加铜可以提高致密度。从扩散角度解释了加铜可以提高316L不锈钢粉末的烧结活性,有利于推进烧结进程。加铜可以赋予烧结件优异的抗菌性能,但对耐腐蚀性能的影响较为复杂,固溶的铜可以提高耐腐蚀性能,但是铜添加过量会破坏不锈钢钝化膜、阻碍钝化膜修复,加铜量不能超过2.182wt.%。本文的研究方法及结论会为粘结剂配方设计提供有效的开发思路,为优化烧结工艺、增强脱粘烧结型熔丝增材制造零件的综合性能提供理论支撑。