3D打印技术作为一项新兴技术,在注重智能制造与环境保护的今天在制造领域扮演者越来越重要的角色。3D打印被冠以发动第三次工业革命的称号,起步于70年代末,经过30年的发展,已经成为了一种主流的制造工艺。熔融沉积(FDM)是众多3D打印技术中应用最广泛的成型技术之一,以其定制成本低,操作简单,环保等优势而被人所青睐。PLA是熔融沉积技术最常用的材料之一,其有环保,不易翘边等优势。研究熔融沉积的能耗问题能帮助节约成本,而研究其喷嘴工艺并对喷嘴打印试件实验能帮助提高FDM成品的力学性能及成型精度,这都是具有重要意义的。论文主要研究内容如下:(1)研究了FDM打印机的打印路径,其是以45°角进行Z字形往返扫描。且对从喷嘴挤出的熔融丝线形状进行研究,构造出数学模型;同时也对影响表面质量的台阶效应进行分析,得出层高越低,成型角度越接近90°,则表面质量越好。(2)研究FDM打印塑料制品的电能消耗及打印时间效率,设计了三类共32个模型进行试验,分别得出不同模型形状、不同模型高度和截面大小、不同模型摆放位置时的FDM打印塑料制品的电量及打印时间的消耗数据。结果表明在打印同形状同体积模型的情况下模型高度越高耗时越长;在打印不同形状同体积同高度的情况下正四棱柱耗时最短,圆柱与正四棱柱耗电量最低,而正三棱锥耗电量最高。当模型以45°角摆放时能耗最低。耗电量的变化与高度和截面的变化之间基本上是线性的关系。(3)对原有喷头进行改造,设计并制造长轴分别为6mm、7mm椭圆形、正方形、长方形共4种与原装喷嘴面积相同的非圆喷嘴。用这5个不同的喷嘴打印不同试件测其力学性能、表面质量的区别,并打印4种体积相等高度一致的模型测量耗材消耗量。实验结果表明用长轴为6mm的喷嘴打印出试件的力学性能最好;椭圆形喷嘴打印的试件拉伸强度要好于方形喷嘴打印的试件;椭圆形喷嘴打印试件的表面质量比方形喷嘴要好;长轴为6mm的喷嘴打印出模型耗材用量最多,长方形喷嘴则最少,且两种方形喷嘴打印不同模型耗材用量的线性关系一致。