3D打印技术已广泛应用在许多领域,包括建筑、工业设计、珠宝设计、土木工程等。3D打印提高了产品创新速度,降低了创新成本。3D打印技术由于其数字化制造,快速成型的工艺特点,可以大量节省研发者制造的时间,加速设计创新实现的速度,有望创造以“个体创意+社区共建+云制造”为代表的新的商业模式。尽管3D打印技术有着广阔的发展空间,但现阶段依然存在着一定的技术局限和缺点,如简单结构部件制造速度较慢、制造精度相对较低、表面加工质量相对粗糙以及使用材料范围和性能相对局限等不足,这些还需要我们进一步探索和研究。本文设计了一款单喷头的FDM成型设备,制作出了第一台试验样机,并以此样机为实验平台进行成型过程中的工艺参数优化探究。论文主要完成的工作如下：(1)在研究FDM成型工艺的基础上,完成了FDM工艺设备的机械系统总体方案设计,主要包括XYZ轴运动方式的设计,挤出机构设计以及整体设备的虚拟装配,同时制作出试验样机一台并完成了调试和正常的打印工作。(2)完成了FDM快速成型机的控制系统的搭建,针对主要的电路模块进行了电路分析,主要包括Arduino Mega2560微控制器电路、步进电机驱动电路、喷头温度控制电路、通信接口电路、电源模块电路以及行程开关电路,完成了电路组装调试以及固件的修改完善。(3)从硬件和软件参数设置两方面分析了Q-01型快速成型机影响成型精度的误差来源、误差形成机理及其影响因素分析。针对硬件因素而产生的误差,提出了改进方法与优化方向;针对实际打印过程中存在的五个主要问题,从软件参数设置角度分析了其形成机理,并提供了相应的解决方案,为进一步提高该设备的打印精度提供了重要参考依据。(4)针对快速成型工艺中的尺寸精度,确定出影响成型件质量的主要工艺参数,运用田口方法,通过正交试验法进行工艺实验,得出单目标下的参数优化组合,然后运用灰色理论的相关知识在田口方法的基础上对多目标参数进行了优化,给出了参数优化组合,并形成一套完整的基于参数优化设置的成型工艺规程,对成型精度和相关工艺参数的选取都具有指导意义。