在新能源汽车、高端装备、智能家居、电子电气等行业持续追求轻量化、高强度、一体化、低成本的大背景下，传统塑料注射成型已难以满足结构件在刚度、强度、疲劳性能与轻量化之间的综合要求。复合材料包覆成型作为传统注塑工艺的升级型、进阶型、高值化技术路线，通过增强骨架（纤维 / 织物 / 预成型件）与热塑性基体在模具内一体化包覆成型，实现 “结构增强、重量下降、功能集成、一次成型”，正推动整个注塑产业从单一塑料成型向复合材料化、模块化、轻量化加速转型。而模具作为核心成型载体，其结构设计、温控系统、浇注系统、排气与锁紧机构的全面革新，成为决定包覆成型质量、效率与稳定性的关键，也为轻量化制造提供了可规模化落地的高效路径。
一、从传统注塑到复合材料包覆成型：转型的核心逻辑与驱动力
传统塑料注射成型以熔融塑料高压注入型腔、冷却固化为核心，工艺成熟、效率高、成本低，但制品强度有限、刚性不足、易翘曲变形，难以满足高端结构件的载荷要求。为在不显著增加重量与成本的前提下提升性能，行业普遍采用纤维增强、嵌件注塑、多物料复合等方式升级，最终走向复合材料包覆成型这一更系统的解决方案。
复合材料包覆成型，通常是指将连续纤维增强预成型件、长纤维预制体、金属嵌件或织物增强骨架预先置入模腔，再将熔融热塑性树脂高压注射、浸润、填充、保压、冷却，最终形成增强相与基体相强结合、一体化结构的成型方式。它既保留了注塑高速、高精度、可自动化、适合量产的优势，又赋予制品连续纤维级别的强度与刚度，实现比传统注塑件减重 15%–40%、强度提升 30%–150% 的跨越式升级。
这一转型并非简单工艺叠加，而是材料体系、成型逻辑、模具结构、装备控制、产品设计五位一体的系统性升级，其核心驱动力来自新能源汽车车身结构、电池包组件、底盘件、前端模块、无人机结构、高端结构功能件对轻量化 + 高结构性能 + 高生产效率的刚性需求，也是传统注塑企业向高附加值、高技术壁垒转型的必由之路。
二、支撑转型的关键：包覆成型模具的系统性革新
复合材料包覆成型与传统注塑最本质的区别，在于模腔内存在预制增强体，树脂必须在压力作用下快速、均匀、完整地浸润纤维骨架，同时避免纤维位移、冲刷、变形、缺料、裹气、熔接痕强度不足等问题。因此，模具必须从传统 “塑料填充型” 向精准导向、均衡浸润、高压稳定、智能温控的复合材料专用模具全面革新。
（一）模腔结构与定位系统革新：保证预制体精准稳定
传统注塑模具以型腔尺寸精度为核心，而包覆成型模具首先要解决预制增强体的精准定位、防位移、防冲刷。模具内部增设高精度定位销、浮动支撑、弹性压紧、局部限位结构，确保连续纤维预制件、长纤维坯料在高速高压熔体冲击下不偏移、不变形、不褶皱，保证制品厚度均匀、纤维分布一致。同时，模腔采用分型面优化、局部避让、阶梯式型腔设计，适应包覆成型件壁厚差异大、局部加强、功能集成的特点，避免应力集中与纤维折断，从结构上保证成型稳定性与尺寸精度。
（二）浇注系统革新：从 “填充” 转向 “可控浸润”
传统注塑浇口以快速填充为目标，而包覆成型浇注系统核心目标是树脂低冲击、高均匀、全浸润。模具采用多点针阀式浇口、扇形浇口、叠加式流道、阶梯式进浇等优化设计，降低熔体对纤维预制体的直接冲刷，防止纤维紊乱、露纤、缺浸。流道截面、进浇位置、填充顺序经过 CAE 仿真精准匹配，使熔体沿纤维方向平稳推进，实现从边缘到中心、从局部到整体的渐进式浸润，确保树脂完全渗透纤维间隙，消除干斑、空洞、分层等缺陷，显著提升界面结合强度。
（三）温控系统革新：适配复合界面稳定结合
包覆成型涉及预制体与熔体两种温度体系，模具温控不再是单一冷却，而是分区温控、梯度温控、动态温控。模具内部设置多回路独立冷却 / 加热通道，关键区域采用随形冷却、高导热镶件、热管辅助温控，实现模温均匀稳定、温差控制在 ±2℃以内。在纤维‑树脂界面区域，通过适度提升模温延长熔体保持时间，促进浸润与结合；在结构外围与外观面，强化快速冷却，控制收缩与翘曲。智能温控系统有效解决传统注塑常见的变形、尺寸漂移、熔接痕弱等问题，大幅提升包覆成型件的一致性与可靠性。
（四）高压锁紧与排气系统革新：适配高纤维含量成型
连续纤维预制体透气性差、填充阻力大，容易出现裹气、烧蚀、浸润不良。包覆成型模具强化高效排气、真空辅助、溢料槽、分型面微间隙排气等结构，必要时集成真空系统，在注射前抽除模腔与纤维间空气，降低填充阻力，提升浸润效果。同时，模具锁模机构、模板刚性、支撑柱布局全面强化，以适应高压注射、高纤维含量、厚壁与局部加强结构对锁模力与刚度的更高要求，防止涨模、溢料、分型面开缝，保证制品致密性与表面质量。
（五）多功能集成与自动化适配革新：支撑一体化制造
为实现轻量化结构的功能集成，包覆成型模具普遍集成嵌件置入、螺母埋置、加强筋成型、卡扣一体、密封结构一体等能力，支持金属‑复合材料、塑料‑复合材料、结构‑功能一体化成型。模具顶出、抽芯、滑块、斜顶等机构针对包覆件局部强度高、壁厚不均、易应力发白的特点优化，采用均衡顶出、浮动顶出、缓退缓顶，避免顶出变形、开裂、纤维剥离。同时，模具接口标准化、传感化，可与机器人取放、预制体自动上料、在线检测联动，实现全自动包覆成型，支撑百万件级量产。
三、复合材料包覆成型：轻量化制造的高效落地路径
依托模具革新与工艺成熟，复合材料包覆成型构建了从材料到设计、从工艺到量产的完整轻量化路径，使轻量化不再依赖昂贵材料或复杂工艺，而是以接近注塑的成本与效率实现结构性能跃升。
（一）材料路径：热塑性为主，连续纤维增强成为主流
轻量化核心在于高比强度材料 + 合理结构。包覆成型以PP、PA6、PA66、PBT、TPC等热塑性为基体，搭配连续玻纤 / 碳纤预制体、长纤维坯料、织物增强、有机板（Organo Sheet） 为增强相，形成可注塑化的复合材料体系。与热固性复材相比，热塑性包覆成型周期秒级、可回收、可焊接、可二次成型；与短纤注塑相比，连续纤维包覆强度、刚性、抗蠕变、抗疲劳呈数量级提升，实现同等性能下减重 20%–50%，是新能源汽车结构件、底盘件、电池包壳体、门板模块、前端模块的理想轻量化方案。
（二）设计路径：以一体化替代组装，以功能集成降重增效
包覆成型推动产品设计从零件叠加转向一体化集成。传统多零件通过螺栓、焊接、卡扣组装，重量高、工序多、可靠性低；包覆成型可将骨架、基体、加强筋、安装点、密封面、嵌件一次成型，减少零件数量 30%–70%，减少装配工序 50% 以上，直接降低重量与成本。同时支持局部增强、变厚设计、拓扑优化，在受力关键区域布置连续纤维，非受力区域采用普通基体，实现材料按需分配、轻量化极致化，使结构效率远高于传统注塑与金属冲压件。
（三）工艺路径：高速稳定量产，兼顾性能与成本
包覆成型继承注塑的高效率，拥有复材的高性能，单件周期通常在 30–90 秒，远低于热压罐、RTM、胶接等工艺，可实现自动化、规模化、低成本制造。企业无需完全重构产线，可在原有注塑装备基础上通过模具升级、温控优化、压力控制、预制体供料实现转型，投资门槛低、见效快，让轻量化从高端小众走向大众普及。
（四）应用路径：从功能件到结构件，全面替代金属与工程塑料
在新能源汽车领域，包覆成型已广泛用于电池包上盖 / 下壳体、前端模块、门板骨架、座椅骨架、防撞梁吸能盒、底盘护板、仪表板骨架，实现减重、增刚、降本、提速多重收益。在高端装备、无人机、轨道交通领域，用于结构件、支架、外壳、箱体，在保证强度的同时大幅降低自重，提升续航、载荷与能效。其可焊接、可回收、耐冲击、耐疲劳的特性，使其成为下一代轻量化结构的主流制造方式。
四、转型价值与产业意义：重塑注塑与复材制造格局
从塑料注射成型向复合材料包覆成型转型，不只是工艺升级，更是传统注塑产业高端化、轻量化、高值化的战略跃迁，也是复合材料走向大规模量产的关键桥梁。它打破了 “高性能 = 高成本 = 低效率” 的行业困境，以模具革新为核心支撑，实现轻量化、高强度、一体化、可量产、绿色低碳的统一。
对企业而言，这是从低端注塑走向高端结构件的核心路径；
对行业而言，这是轻量化制造最具工业化潜力的路线之一；
对新能源与高端装备而言，这是续航提升、能效提升、安全提升的重要保障。
塑料注射成型向复合材料包覆成型转型，是材料升级、工艺迭代、市场需求共同驱动的必然趋势，而模具的精准化、温控化、浸润导向化、集成化、自动化革新是转型成功的核心支撑。通过预制体精准定位、均衡浸润浇注、分区智能温控、高效真空排气、一体化结构设计，包覆成型在保留注塑高效量产优势的同时，赋予制品连续纤维级别的结构性能，为轻量化提供了可落地、可规模化、可降本的清晰路径。
未来，随着连续纤维预制体、热塑性复材、智能模具、仿真驱动设计与自动化产线深度融合，复合材料包覆成型将进一步拓展应用边界，成为新能源汽车、航空航天、高端装备、智能家居等领域轻量化制造的主流方案，推动整个制造业向更轻、更强、更快、更绿、更经济的方向持续升级。
