Este estudio presenta una investigación sobre los efectos de las características estructurales, como la altura de la capa, la densidad de relleno, las direcciones de las líneas de la capa superior/inferior y el patrón de relleno, en la eficiencia estructural de los especímenes basados en Acrilonitrilo Butadieno Estireno (ABS). Se utilizó la técnica de Fabricación por Filamento Fundido (FFF) para la fabricación de los especímenes, y se examinaron la Resistencia Última a la Tracción (UTS) y la relación Resistencia-Masa (S/M). Las pruebas se planificaron de acuerdo con el Diseño Compuesto Central (CCD), y se desarrolló un modelo empírico para cada respuesta, en relación con los factores aplicados y sus interacciones. El análisis reveló que las características con mayor influencia en la UTS y la relación S/M fueron el relleno y la altura de la capa, respectivamente. Además, se observó que la estructura de panal contribuyó a la UTS más alta en comparación con los otros patrones. Finalmente, se realizó un análisis de optimización basado en la función de deseabilidad, destacando la combinación de una capa de 0.3 mm, 21.81% y 76.36% de relleno, dirección de 0 grados y el patrón de panal como la óptima para maximizar tanto la UTS como la relación S/M bajo diferentes niveles de deseabilidad.