预浸料是用树脂基体在严格控制的条件下浸渍连续纤维或织物，制成树脂基体与增强体的组合物。碳纤维预浸料是由碳纤维纱、环氧树脂、离型纸等材料，经过涂膜、热压、冷却、覆膜、卷取等工艺加工而成的复合材料称为碳纤维预浸料，又名碳纤维预浸布。预浸料是制造复合材料及其制件的中间材料，构成了复合材料的基本单元，其质量的均匀性和稳定性，是保证复合材料及其制件质量和可靠性的重要环节[1,2]。近年来，卫星、飞船等空间飞行器上碳纤维复合材料的使用量逐年增加，尤其是碳纤维预浸料复合材料已广泛应用于卫星的中心承力筒、基板、连接架等主体结构中，满足了航天器的多项功能性需求。

碳纤维预浸料的主要特点是强度高、密度小，碳纤维预浸料的强度可以达到钢材的6-12倍，密度只有钢材四分之一；可塑性好，可根据模具形状做成任何形状，成型容易，便于加工；耐腐蚀，寿命长。可以根据应用改变碳纤维、胶含量，进而改变碳纤维预浸料的性能。

碳纤维预浸料已发展成一个重要的分支，在复合材料领域占有举足轻重的地位[3,4]。在国外，碳纤维预浸料属于碳纤维行业下游产品。在国际上，碳纤维生产地主要集中在日本、美国、欧洲、台湾等国家和地区。其中，日本的碳纤维技术最先进，产量约占世界总产量的一半，美国消费量最大，约占世界消费量的一半以上。目前，全球每年碳纤维市场需求75000吨，并以每年10-15%的速率增长，在汽车轻量化和风能市场快速增长的驱动下，预计2020年全球碳纤维需求量将达150000吨[5,6]。国内碳纤维预浸料厂家主要集中在东南沿海省份，与国内碳纤维生产企样相似，普遍规模较小，技术水平相对落后，自动化程度不高[7]。

碳纤维预浸料切割机用于切割、剪裁碳纤维预浸料，主要切割方式有机械刀具切割、激光切割、水喷射切割和超声切割，从切割方式进行比较。激光切割机具有切割速度快，精度高等特点，激光切割机价格昂贵，切割费用高，切割皮料有异味，发黄等，只适合于薄板切割、精度要求高的场合；高压水切割机适用于任何材料的切割（金属、非金属、复合材料），切割精度高，不产生热变形，缺点在于切割速度慢、效率低、切割费用高；超声切割机利用超声波的能量，将被切割材料的局部加热熔化，从而切割材料，缺点制造成本高。

从各类型数控切割机的应用范围来看，我国对数控切割机生产的技术水平与整机性能上，已取得了历史性的进步，正在扎实的走向国际前端科技水平，逐步提高其市场竞争率与市场有率。在我国科技实力不断的提升的今天，我国一些数控切割产品已悄然走向世界前端，并成了自己独有的优势特点，实现了高自动化，多功能化，高可靠性的特点。在一些产品技术性能方面，甚至超越了国外的产品。

随着我国制造业、生产工业的速度崛起，全自动化，智能化，人性化的产品已成为设计产品中主流设计因素，新型科技化产品将逐步取代旧有的老式传统机械。这将大幅度提升我国工业领域水平与生产效率。因此，对于切割机来说，更自动化、性能更优越的数控碳纤维预浸料切割机将会慢慢登上碳纤维切割领域的大舞台。

随着现代机械加工业地发展，对切割的质量、精度要求的不断提高，对提高生产效率、降低生产成本、具有高智能化的自动切割功能的要求也在提升。数控切割机的发展必须要适应现代机械加工业发展的要求，而复合材料的机械切割包括砂轮片切割、带锯切割和铣削，本次研究设计，鉴于碳纤维预浸料在制造业逐渐广泛的使用，并且传统人工切割效率低，从而通过数控技术将碳纤维预浸料的机械切割达到高效率、高精度、低成本、多样式等特点，设计出碳纤维预浸料切割机，希望为我国碳纤维预浸料制造行业做一些贡献。