多向管接头广泛应用于高层建筑、桥梁、大型海洋平台等工程结构中,而对于这些复杂的多向管接头,目前的成形方式是整体铸造,而各管相贯部分因厚壁大易产生缩孔、缩松等缺陷,很难制造出满足要求的多向管接头,因此急需开发新的方法来获得高性能的多向管接头。本文采用3D打印技术,旨在研制出多向管接头复杂空间曲面3D打印工艺;探索打印工艺参数对堆积成形尺寸的影响;实现复杂相贯线的拟合;归纳总结等层厚平面切片算法;完成打印路径模拟并对打印的多向管接头进行组织及力学性能分析。因此,本文的研究对3D打印在建筑结构领域的应用有极大的促进作用。首先,研究了3D打印过程中送丝速度、焊接速度对单道多层堆积成形尺寸的影响,分析了堆积尺寸的均匀性及表面成形质量。送丝速度在1.8m/min~5.2m/min和焊接速度在0.2m/min~0.6m/min时,堆积形貌良好,无下淌不连续现象。在堆积电流120A、电弧电压20.1V、送丝速度4.2m/min、焊接速度0.5m/min下,堆积高度、宽度变化最小,尺寸均匀性最好。建立堆积截面轮廓的数学模型,确定了多道多层堆积截面轮廓余弦拟合度最高。然后,根据多向管接头三维模型,综合分析了多向管接头间四种空间曲线情况,并对这四种类型进行了相贯线拟合、等层厚平面切片算法、打印路径模拟。根据模拟路径的准确性进行各空间曲线管接头的电弧增材制造快速成形,并对各类型管接头的尺寸进行误差分析。最终实现了多向管接头的3D打印成形,且打印的尺寸精度在预期的范围内。最后,在多向管接头上取样进行组织及力学性能试验,通过试验得其组织为大量细小均匀的铁素体和少量的珠光体。平均抗拉强度为560MPa,高出标准值12%;平均屈服强度为420MPa,高出标准值45.8%;平均断后伸长率为27.65%,高出标准值25.7%;平均冲击吸收功为147J,高出标准值145%。同时也对其试样进行断口扫描,发现呈韧窝状型的韧性断裂,试验数据表明电弧增材制造多向管接头的组织及性能符合建筑接头使用性能要求。