3D打印是由产品的三维CAD模型数据直接驱动,组装(堆积)材料单元而制造出任意复杂且具有使用功能的零件的技术。3D打印技术是一种不再需要传统的刀具、夹具和机床就可以打造出任意形状的先进制造技术。“3D打印”是通俗叫法,“3D打印”在工业领域被称为“快速成型”,后来业内形成统一叫法即“增材制造”。根据构建技术的不同,3D打印技术的主要技术方法包括了光聚和、粉末床融化、粘结剂喷射、材料挤出、层压等。由于熔融沉积(FDM)技术不用激光器,设备的运营维护成本低,且所用的原材料多为PLA、ABS等生产用工程塑料,成本较低,因此,熔融沉积(FDM)技术成为3D打印技术的一个重要发展方向。本文以熔融沉积(FDM)工艺为研究对象,对3D打印中的各项误差和各影响因素进行分析,通过实验和仿真方法,对FDM熔融沉积成型3D打印工艺进行研究,从而提高制件的精度和力学性能。分析确定了影响FDM模型力学性能的主要因素,采用正交实验法对各影响因素及其水平进行了设计,分别采用ABS和PLA材料进行了力学性能测试试样的FDM打印成型,并进行了拉伸实验,获得了各种工艺条件下FDM成型试样的应力应变曲线。以拉伸实验获得的抗拉强度代表力学性能指标,对影响FDM模型力学性能的主要因素进行了正交实验分析,获得了挤出轨迹、打印方向、打印温度、分层厚度、打印速度、挤出流量等因素对ABS、PLA两种材料的FDM模型抗拉强度的影响规律。与其他3D打印工艺一样,FDM成型也因离散化叠层制造会与CAD模型之间产生误差,同时层间堆积的台阶痕也影响制件的表面质量。本文分析计算了圆弧表面与倾斜表面两种基本情况下切片所产生的模型精度误差,分析确定了影响FDM模型表面质量的因素,并设计了能够反映倾斜面、圆弧表面等对模型表面台阶痕影响的试样,研究分层厚度、填充密度、壁厚/底层/顶层厚度等因素对表面质量的影响,给出了不同工艺条件下可以不加支撑的最小角度以及最小支撑角随分层厚度、填充密度、壁厚的变化规律。建立了熔融沉积成型温度场的有限元分析模型,并进行了 FDM成型过程的数值模拟,得出了各点温度随时间的变化、温度梯度及环境温度、扫描速度对温度场的影响规律。本文选用了 CURA切片软件,以有曲面的遥控器模型为研究对象。之前的常规打印中,台阶效应明显,利用本文对力学性能和表面质量的研究,选择了最优的打印速度、温度、层厚等,得到的遥控器模型比之前没有优化的表面质量效果显著。最后还进行了喷漆的后处理,使模型外观达到了使用标准。提高3D打印模型表面质量及其性能最经济合理的方法就是特定的设备软件和硬件情况下,对于给定的3D打印系统,优化其工艺过程的控制参数。本文的实验研究结果及仿真模拟结果,对提高熔融沉积成型表面质量及其成型件力学性能提供了重要参考。