随着数字化设计技术和材料科学技术的发展,3D打印技术逐步被广泛应用,FDM熔融堆积成型作为3D打印技术的主要成型工艺,最先被用于工业产品的制造、新产品开发的试制与调试以及工艺品的制造等领域,其快速实现了新产品试制中的测试及修改,大大节省了产品的开发时间,从而降低了新产品的研发成本。目前,受到材料性能的影响,FDM成型件的机械性能未能完全代替传统产品制件,使用者对其机械性能要求不高,但是成型精度受到广泛用户的重视。因此,如何获得一套稳定的工艺方案是3D打印成型工艺实现“3D快速制造”的关键技术之一。主要工艺参数对制件的表面粗糙度和尺寸精度影响的理论研究。运用经验法和试验方法确定层厚、扫描速度、打印温度、填充率为影响粗糙度和尺寸精度的主要工艺参数。本文选取以上四个参数从制件的表面粗糙度、尺寸精度等方面进行研究。根据成型过程中出现的阶梯效应,利用轮廓算术平均偏差作为评价指标,推导FDM成型表面粗糙度的数学表达式,绘制出成型角度、层厚与成型件表面粗糙度的关系曲线,分析了单因素对成型件表面粗糙度的影响规律,并通过试验验证其合理性;系统分析FDM成型的全过程,从成型原理出发,探索成型丝材在实物丝宽与数据模型轨迹宽度的差异性,提出和构建变动误差补偿的丝宽截面模型。从理想状况出发,分析丝宽对成型精度的影响,通过试验验证其合理性,并在此基础上考虑其与成型过程中丝材的收缩变形的交叉影响,提出变动误差补偿的数学模型,研究不同成型角度对成型件尺寸精度的影响规律,为后续多工艺参数的优化提供理论依据;主要工艺参数对FDM成型精度影响的实验研究。选取层厚、扫描速度、打印温度、填充率等主要工艺参数作为控制因子,运用田口理论进行试验研究,对单一尺寸进行极差、方差及回归分析,获得单尺寸目标下的最佳工艺参数组合以及影响因子的显著程度,并推导出单个尺寸误差的回归方程,通过预测值与真实值的对比分析验证其合理性;基于灰系田口方法的三尺寸试验研究与规划。对水平线性尺寸、竖直线性尺寸和圆弧尺寸进行灰关联度分析,并对灰关联度进行均值、方差以及回归分析,获得多尺寸目标下的最佳工艺参数组合及影响因子的显著程度,推导S/N比灰度回归方程,通过比较分析验证其合理性,为后续的研究提出一套基于多工艺参数优化的成型工艺参数组合;FDM成型过程多工艺参数优化的应用研究。对某公司新设计的摩托车下插头进行工艺分析,结合以上研究理论完成下插头零件的FDM成型工艺规划与加工,从成型精度、成型成本和成型效率三方面对采用优化工艺参数组合与推荐参数成型的零件进行比较分析,采用FDM技术和规划进行样品的试制,显著提高了制件的尺寸精度和大幅度降低了制造成本。尺寸精度提高了26-50%,单件加工成本只为原制造成本的0.03-0.07%,单件加工时间仅为原来的33.3-44.5%。