FDM（Fused Deposition Modeling）3D打印技术是一种快速制造和成型的工艺。该技术因其成本低及可供打印材料广泛得以应用在各行各业中,随着现代工业的发展,FDM-3D打印技术被应用于军事制造、航空航天和医疗器械等多个领域,但也因其成型精度与成型质量较低从而严重限制了其发展。本文以PLA（Polylactic acid）作为成型材料的FDM 3D打印机为背景进行研究,针对打印喷头及成型过程对打印机成型精度及成型质量展开研究。基于ANSYS软件完成了喷头系统的温度场分析模型的建立,完成了喉管以及散热片的优化设计。通过Icepak软件完成了散热装置风速场和温度场数值模拟,完成了喷头系统风速场的分析,完成了一种散热风道装置的设计并对其进行了风速场仿真及实验验证。基于ANSYS有限元分析软件,建立了FDM-3D打印机成型过程的有限元分析模型。通过APDL（ANSYS Parametric Design Language）语言编制程序,实现成型件温度场及应力场模拟,完成了不同打印参数对成型件边缘翘曲的影响分析。针对FDM-3D打印系统的优化设计以及仿真分析结果,进行了多因素多水平正交试验的设计,采用极差分析法完成了所选因素对成型件翘边量的影响程度和影响规律的分析,完成了最优工艺参数组合的选取,完成了有限元分析结论的验证,验证了优化后的参数对3D打印机的成型精度提高的正确性。