Este estudio investiga la influencia de varios parámetros de impresión en la rigidez a la tracción, compresión y flexión de piezas de ácido poliláctico (PLA) impresas por modelado por deposición fundida (FDM) a través de un diseño de experimentos factorial completo. Se variaron sistemáticamente factores clave, incluyendo el porcentaje de relleno, el patrón de relleno, el número de capas exteriores y la orientación de la pieza, para cuantificar su impacto en el rendimiento mecánico. Se probaron un total de 36 combinaciones de parámetros, seleccionadas en base a una revisión de la literatura y la viabilidad experimental, utilizando especímenes estandarizados: vigas para flexión, cilindros para compresión y probetas en forma de perro para pruebas de tracción. Las pruebas mecánicas se realizaron de acuerdo con la norma ISO 5893:2019, empleando una celda de carga de 1 kN para determinar la rigidez y el módulo elástico. Los resultados indican que el número de capas exteriores y la densidad de relleno son los parámetros más influyentes, mientras que el patrón de relleno y la orientación de la pieza tienen un efecto menor, dependiendo de la condición de carga. Este estudio proporciona una evaluación novedosa y robusta de las interacciones entre los parámetros clave de impresión, ofreciendo nuevas perspectivas para optimizar las propiedades mecánicas de las piezas impresas por FDM. Estos hallazgos establecen una base para una mayor optimización y selección de materiales en futuras investigaciones sobre fabricación aditiva.