碳纤维增强树脂层压板以其高比强度和比模量的性能优势受到航空航天、汽车和清洁能源等领域的青睐。然而,传统的碳纤维增强环氧树脂层压板往往存在以下问题:断裂伸长率低,断裂方式呈现脆性。为了满足碳纤维层压板的实际使用需求,研究人员将目光逐渐转向设计柔性好、性能综合、兼具成本控制的混合型层压板。本文提出了一种全新的碳纤维增强树脂混合层压板(简称为混合层压板),以传统的碳纤维增强热固性层压板作为主要机械性能载体,以纤维含量较低、塑性较好的热塑性层压板作为其性能改善部分。混合层压板的机械性能主要由以下三个方面决定:各层压板的原始性能、粘接特性以及堆叠顺序。因此,本文以上述内容为研究对象,对混合层压板的优化成型技术展开研究。首先,提出了一种全新的热塑性层压板两步热压工艺,在降低成型参数的同时解决了展宽碳纤维布纤维朝向整齐和树脂良好浸润难以两全的问题。以拉伸、弯曲和冲击性能为测评指标,辅助以微观形貌观察方法,寻求最优的成型参数,并通过层数的变化来验证新工艺的可靠性。其次,采用激光加工技术,实现热固性层压板的表面激光改性处理以提高其粘接强度。根据碳纤维的编织特性,构建了数学模型来表征热固性层压板表层树脂的去除情况;通过对裸露的碳纤维布进行沟槽刻蚀,以进一步提高粘接面积并引入锚定效应作用力。结合单搭接剪切实验、加工形貌和失效形貌观察剖析粘接增强机理,得出最优的激光加工参数以保证混合层压板的可靠粘接。最后,基于上述优化结果进行混合层压板成型。通过改变厚度方向上的堆叠顺序,寻求不同力学载荷下混合层压板的最优搭配。结果发现:混合层压板结合稳定,拉伸性能满足复合材料混合定理;热固-热塑型堆叠方式契合应力分布需求,拥有良好的弯曲及冲击性能。热塑性层压板的加入大大平缓了热固性层压板的弯曲断裂过程,并进一步发挥了热固性层压板的冲击性能,实现了混合层压板的协同增效作用。