通过田口方法和有限体积法研究了喷嘴结构对熔融沉积型（FDM,Fused Deposition Modeling）3D打印机出口速度稳定性的影响,试验研究在喷嘴收敛角、过渡圆弧半径、整流段长度三个因素的水平组合下进行,利用ANSYS Fluent软件对喷嘴流场进行仿真,得出喷嘴内流场的速度变化云图、出口速度和出口速度方差,并对喷嘴结构进行优化设计。结果表明,收敛角、过渡圆弧半径、整流段长度以及它们之间的交互作用是影响丝料出口速度稳定性的重要因素。通过实验验证,在满足加工条件的情况下,收敛角越小,过渡圆弧半径越大,喷嘴出口速度越稳定。

针对熔融沉积型（FDM,Fused Deposition Modeling）3D打印机喷头系统在打印过程中存在打印材料提前软化和打印成型件不能及时冷却,引起打印精度差的问题,设计了一种高效简易的3D打印机喷头冷却装置。通过ANSYS fluent软件对结构优化前后的喷头和打印材料进行了热学仿真分析,得到结构优化前后喷头温度云图和打印材料的温度云图、应变云图的模拟数据。并通过实验测量出结构优化前后打印成型件的误差。结果表明：结构优化后喷头的冷却装置能够有效改善打印材料提前软化的现象,打印的成型件能够及时冷却,打印精度得到提高。