La Fabricación Aditiva, o Impresión 3D, se basa en la fabricación de objetos físicos mediante la deposición secuencial de capas de material. Aunque el uso de la FA está en crecimiento, no existe una metodología sencilla para producir piezas con propiedades mecánicas específicas u optimizadas. En este trabajo, se presenta un enfoque para optimizar las propiedades mecánicas de los especímenes de FA bajo tensión de flexión, utilizando DOE. Para el procedimiento experimental, se utilizó la tecnología de Modelado por Deposición Fundida (FDM) junto con ácido poliláctico (PLA) como material en proceso. Se seleccionaron la temperatura de la boquilla, la velocidad de impresión, el patrón de relleno y la orientación de impresión como factores de fabricación a optimizar para lograr la máxima carga y deflexión. Ambos conjuntos de valores optimizados se incrementaron en un 53% y un 28%, respectivamente, y se verificaron experimentalmente para validar la precisión del enfoque.