金属3D打印是近些年发展起来的一项先进制造技术,理论上可以打印具有任意复杂空间结构的零件,已有模具厂商将金属3D打印技术应用于复杂模具零件的制造,来解决一些模具零件难以加工、加工周期长、成本高等问题。然而在实际生产中,打印过程中的热应力会导致零件的开裂,这严重影响了金属3D打印技术的应用。因此,本文针对3D打印420不锈钢模具零件出现的开裂问题展开研究。主要研究内容如下:（1）首先通过建立420不锈钢打印过程的单层模拟模型,对不同激光功率、扫描速度、基板预热温度下的熔池形态、温度场、应力场进行了模拟分析,发现熔池随着激光功率的增加而增大,随着扫描速度的增加而减小。激光作用区域的温度和温度梯度随着激光功率的增加而增大,随着扫描速度的增加而减小。冷却至室温时的应力随着激光功率的增加而增大,随着扫描速度增加而减小,提高基板预热温度使打印层冷却收缩产生应力的时间延长,冷却至室温时的应力明显减小。（2）然后根据开裂模具零件结构特征,建立开裂模具零件的模拟模型,对模具零件打印过程的温度场和应力场进行模拟,着重分析了零件不同位置的热循环和应力循环过程,并据此对模具零件的打印开裂过程进行了分析。发现打印过程中的热循环效应使应力周期性波动变化,随着打印层数增加,冷却收缩在棱角位置产生的应力积累。当应力最大值超过材料的强度极限时,零件出现初始裂纹,裂纹在应力的作用下逐渐扩展。通过降低激光功率和基板预热处理可有效减小应力最大值与波动幅度,并采用调整后的工艺参数打印出了成型良好的模具零件。（3）最后针对打印态420不锈钢塑性、韧性差的问题,进行了回火热处理实验,讨论了不同回火温度与冷却方式对420不锈钢组织性能的影响。发现随着回火温度的升高,材料的强度与硬度先增大后减小,回火温度在550℃以上时,材料的强度与硬度明显下降,延展性得到改善。回火温度为350℃时,材料的冲击韧性最好。随炉冷却与空冷相比,冷却速率明显降低,有利于组织内碳化物的分解与弥散化分布,使材料的强度与硬度有所提高。