近年来,3D打印凭借其自身独特的优势越来越受到人中的重视,其中熔融沉积(FDM)技术以其环保性好、成本低、操作简单等特点在各类3D打印技术中应用最广,并迅速风靡各个制造领域。但由于FDM技术采用逐层堆叠的原理进行制造,使得制件存在明显的阶梯效应,阶梯效应不仅使得工件的精度和表面质量下降,还造成顾客满意度下降,严重影响熔融沉积技术的应用和发展。对于FDM制件阶梯效应问题,主要是具有阶梯效应的熔融沉积制件精度无法满足公差的要求的问题;或制件精度能够满足公差要求,但由于生产成本或质量管理成本等一系列成本过高,客户不愿购买的问题。即阶梯效应对FDM制件的成本和公差之间矛盾的问题。本研究将FDM阶梯效应的成本和公差作为研究对象,首先引入田口玄一的质量管理理念,用质量损失函数作为处理阶梯效应成本和公差之间矛盾问题的理论依据。然后从FDM技术原理和制造过程出发,分析阶梯效应产生的原因,并结合工艺参数对阶梯效应进行分析建模,建立关于零度和非零度阶梯效应的工艺参数模型。接下来将FDM制件的阶梯效应作为特性值并用粗糙度进行衡量,分别对零度和非零度阶梯效应进行参数设计,得出影响非零度阶梯效应的主要工艺参数为打印方向和层厚,验证了非零度阶梯效应工艺参数模型的有效性;对于零度阶梯效应,通过参数设计发现层厚、出丝率、进给速度和喷嘴温度对阶梯效应都有影响,并得出零度阶梯效应稳健性最优的工艺参数组合:层厚0.08mm、出丝率100%、进给速度30mm/s,喷嘴温度190℃。由于喷嘴温度对零度阶梯效应有一定影响,且在零度阶梯效应模型中未考虑喷嘴温度这一因素,无法忽略喷嘴温度对阶梯效应影响大小,因此通过响应曲面法得出影响零度阶梯效应的主要工艺参数为层厚和出丝率,并预测出零度阶梯效应最小时对应的工艺参数组合为:层厚0.08mm、出丝率97%、进给速度30mm/s,喷嘴温度190℃,然后通过实验验证其均值和方差都小于稳健性最优组合的均值和方差。最后,结合实际情况对FDM的阶梯效应进行成本和公差分析,分别建立零度和非零度阶梯效应的质量损失函数模型,并将出丝率和层厚作为调整参数,当层厚0.08mm、出丝率97%、进给速度30mm/s,喷嘴温度为192℃时,阶梯效应的质量损失成本达到最小,并通过试验验证调整方案有效。