随着是时代发展3D打印技术的市场需求越来越高,相关技术也日趋成熟,因其便捷快速的成型特点,桌面级家用式3D打印机开始走进千家万户,相比与其他类型的3D打印机,家用3D打印机要求体积更小、操作简单、结构轻简最重要的是其适用范围要更加广泛。塑料材料是目前使用最广泛的打印材料,但是塑料丝材的生产过程比较复杂,而且价格昂贵。在这样的背景下,作为塑料丝材中间产物的塑料颗粒材料直接应用于3D打印机上的想法变得重要起来。本文从3D打印机的需求出发,在原有打印机基础上构建优化设计方案,意在解决原打印机存在的供料不顺畅、打印机运行震动较大、可使用颗粒过于单一的问题。本文首先对研究对象的力学和热学性能比对,根据不同材料导热系数、熔融温度和热分解温度对其在3D打印技术中应用的难易程度,选定了PLA材料为主要研究对象。接下来进料系统存在问题加以分析发现,颗粒物外形对物料进入输送管道的效果影响较大,比对三种不同的进口处结构设计的模拟结果,选定了斜面式进口结构的方案,而针对颗粒物在输送管道中分布不均和震动较大的问题设计了输送管道管壁处添加凹槽的优化方案,并通过DEM模型对其运动的速度、应力情况进行了模拟,确定了凹槽对提高颗粒物运输能力有明显效果,通过5种不同结构的凹槽结果分析,得到了选用导程为400mm的螺纹凹槽的结构方案的结论。之后根据模拟出来的带有隔热过渡段的新加热头组件温度分布结果,表明了新加热头组件较原加热头结构具有,温度分布更均匀、避免局部物料超温和输送管道内部物料不会发生融化的优势,确定了熔融空间长度为40mm,隔热段长度为15mm的加热头结构;最后经过实验验证,确定了实验结果与模拟结果契合度较高,优化设计后的打印机结构出丝更加稳定,打印件质量明显提升,并且具有更大的材料使用范围,满足了3D打印技术对打印件的质量要求。实验研究内容还包括了对几种常用材料的打印参数设定,经过对比试验确定了PLA、ABS、HIPS三种常用塑料颗粒材料打印温度、打印速度、层高、流量和填充率这五个重要参数的最佳设定值,绘制了打印参数表。