3D打印技术作为一种新型快速成型技术,近年来受到人们广泛的关注。其中熔融沉积3D成型技术是目前使用最广泛的快速成型技术,其主要原因是以熔融沉积成型技术为机理制造的FDM型桌面级3D打印机制造成本低,可塑性范围广。经研究发现,现阶段FDM型打印设备在打印过程中经常出现送丝不稳定、出丝不均匀以及喷头堵塞等现象,导致打印质量低。因此研究FDM型3D打印设备的挤出材料过程,对提高FDM打印设备的打印速度、打印稳定性以及成型质量具有重要意义。本文对造成FDM型3D打印机打印过程中出现的喷头堵塞、送丝不稳定、出丝不均匀等问题的原因进行分析,经研究发现,造成打印机出现此类问题的主要原因在于导丝的挤出力较小,而导致导丝挤出力较小的主要原因是加热盒传导至导丝管内的温度不能及时扩散出去,使导丝管内存留熔融态材料,对导丝的挤出过程造成阻碍。针对导丝管温度散热不良造成的一系列问题,本文设计了一种水冷散热组件。首先根据流体力学理论以及液冷散热理论对其散热效果进行理论计算分析,验证水冷组件设计的可行性。然后应用有限元分析软件对其进行热分析,根据散热结果的温度数据以及温度云图验证设计的合理性。最后将设计模型进行加工制造,并安装于现有FDM型3D打印设备中进行试验分析。通过对理论计算结果、模拟仿真结果与试验温度数据对比发现,该水冷装置能够保证导丝在导丝管内不熔化,从而有效提高导丝的挤出力,满足设计要求。本文的研究成果为熔融沉积型3D打印机打印过程中出现的稳定性差、喷头堵塞等现象提供了有效的解决途径,对研发高精度、高稳定性、低成本的熔融沉积型打印设备具有重要的理论意义和工程应用价值。