FDM-3D打印机在打印成型过程中由于受结构设计与冷却方式等因素的影响，其喷头系统容易出现温度场分布不均，导致热塑性材料因熔融状态的不同而堵住喷嘴，从而影响3D打印机的正常使用。本研究利用ANSYS软件的有限元分析和流体动力学分析方法对FDM-3D打印机喷头系统的喉管、散热片、加热块以及喷嘴的结构设计与温度场分布进行仿真分析，并提出喷头系统关键机构的优化设计方案。结果表明：当喉管采用不锈钢材料时能有效降低喉管温度；散热片能大幅度降低喉管的温度，未加散热片时温度为204.58℃,加入后温度为114.65℃,降幅达89.93℃;风道设计对喉管的温度控制效果比未加风道时下降12.968℃,从而提高FDM-3D打印机的打印连续性、可靠性、打印效率以及打印质量。