增强热塑性复合材料的理化性能优异，正逐步实现在航天、汽车等领域的广泛应用。其中，相比热压、模塑等成型技术，自动铺放成型技术效率与自动化程度高，可进行大曲率、形状复杂的异型材或零件的成型任务。其具有增材制造技术的特点，是传统加工制造走向智能制造的一个典范。
　　本课题首先对预浸带自动铺放系统进行了设计优化，包括铺放头整体结构的确定与自由度分析，并利用Creo软件完成放料、压实、加热、重送、剪切等功能部件的设计，另有增加了温度、压力等参数实时监测模块。此外，还优化了以S7-1200PLC为核心的控制与气路系统，按照工艺要求进行了LAD控制程序设计、基于WinCC上位机界面的开发与TIA Portal人机交互触摸屏的组态等。设备整体体积小，运行可靠，为自动铺放成型系统逐步转向工业应用的发展提供了一定的参考价值。
　　之后，选择剥离强度与冲击韧性作为探究实验的性能指标。设计DOE铺放与性能测试实验，研究加热温度、压辊压力与铺放速度三因素及其对力学指标的交互影响，借此优化工艺范围。此外，还对不同工艺参数下试样的表观缺陷进行了简要分析，如纤维弯曲、脱粘等现象。最后，对比实验结果的异同，做出结晶度假设并设计实验进行验证分析，进一步揭示了工艺参数与材料性能之间的联系。
　　影响铺放成型制品性能的因素除了上述提到的加工工艺参数外，由于连续纤维复合材料具有各向异性，故可采用多层不同恒定角度的铺层设计来改变层合板刚度，提升性能。屈曲变形作为航天用复合材料结构件的主要失效形式，首先分析了玻纤-聚丙烯层合板的受力情况与均匀载荷下的屈曲控制方程，并根据最小屈曲载荷利用MATLAB设计自适应遗传算法，最终得到屈曲载荷的最优值，并对优化组合解码、评价并结合实际成型确定最佳铺层方案。