以小型桌面级FDM 3D打印机为研究对象，围绕整机结构优化设计与关键部位加工工艺展开研究。首先，根据打印空间、承载能力、定位精度、装配维护和成本控制等需求，确定采用封闭式铝型材框架、CoreXY平面同步带传动、T8带螺纹梯形丝杠Z轴升降、光轴导向和高硼硅玻璃打印基板的总体结构方案。其次，从框架节点刚度、同步带路径、运动端惯量、打印头支架局部刚度和Z轴支撑稳定性等方面分析原结构可能存在的问题，并提出连接背板加强、驱动电机固定化、支架关键孔区加强、非关键区域减重和Z轴丝杠表达修正等优化措施。再次，利用SolidWorks建立优化后的三维模型，对简化后的框架结构进行静力学分析。已有仿真结果表明，在设定载荷和约束条件下，结构最大等效应力为1.688×10^7 N/m，最大位移为0.2544 mm，最大等效应变为1.364×10^-4，整体处于弹性变形范围内，能够满足小型3D打印机结构强度和刚度的基本要求。对于尚未实际完成的打印头支架局部静力学仿真、整机模态仿真和热床热变形仿真，本文仅给出建模方法、载荷边界和应输出结果要求，不编造仿真云图和数值。