碳纤维复合材料与金属材料相较之下，具有显著的优势。其低密度、高比强度、低比模量、出色的抗疲性能以及强大的可设计性，使得碳纤维在无人机的构造中得到了越来越广泛的应用。由于碳纤维的铺层顺序和角度的差异会导致其力学性能有所不同，因此在设计铺层时需格外注意。而无人机各部位承受力的差异，恰好与碳纤维复合材料的特性相契合，使其成为无人机结构设计的理想选择。
无人机设计时，以减轻整体质量并确保可靠性为方向。在考虑到生产加工方案的可行性前提下，选择合适的铺层顺序和角度对于提升其性能优势至关重要。需根据碳纤维复合材料的特性，采取机身部件的一体化设计思路，提出适用于无人机的碳纤维复合材料设计构想和加工工艺。
为了充分发挥碳纤维复合材料的优势，需采用多角度铺层的方式强化无人机整体设计。通过optiStruct工具提升各单元在多个纤维方向的铺层厚度，明确各方向的铺层厚度分布范围。随后，继续利用optiStruct进行尺寸和铺层厚度的进一步优化，明确每个纤维方向铺层的层数。再次利用optiStruct调整铺层的先后顺序，以满足多角铺层的设计需求，从而得出最终的多角铺层方案。
在无人机碳纤维结构件的设计中，需根据其抗压强度和刚度要求进行多角度铺层。从设计和加工的角度分析，通常采用四个方向的角度铺层，即0°、±45°、90°。这些多角铺层的中间层面应对称布局，以防止在固化过程中由于弯曲、拉伸、扭转等耦合效应造成的翘曲变形和树脂裂纹。
经过一系列的模拟和仿真计算后，碳纤维无人机部件可采用模压、热压罐固化成型等方式进行大面积一体化整体成型，这有助于提高生产效率，降低企业制造成本，适用于无人机整体结构件的大批量生产。