本发明公开了一种3D打印散热片及其制备方法和应用，其中，制备方法包括：将粗细不同的碳化硅颗粒与粘结剂混合，得到复合粉末；将复合粉末沿预设的打印方向进行3D打印，得到碳化硅素坯；将碳化硅素坯在硅溶胶中浸润后依次进行脱脂和预氧化处理，得到碳化硅多孔骨架；将液态的铝合金浸渗至碳化硅多孔骨架内部，得到散热片。SiC/Al复合材料尺寸稳定性好、比强度和比弹性模量高。且原材料价格不到目前使用的高导热材料钨铜合金的1/10，密度为Cu的1/8，这使得其在散热领域具有不可替代的优势，本发明通过3D打印时控制打印方向，以调整SiC/A1复合材料的热学性能，进而控制散热片的性能。通过本发明的取向设计，可以更大程度上挖掘SiC/Al复合材料作为散热材料的潜能。