碳纤维复合材料具有高度的各向异性，复合材料纵向(纤维方向)的弹性模量和强度较强，横向(垂直纤维方向)的弹性模量和强度则相对较弱。可以通过铺层结构的合理设计，利用复合材料的非对称和非均衡铺层产生的耦合效应，把复合材料结构刚度和结构弹性完美结合起来，使碳纤维复合材料的优势力学性能方向沿结构的传力路径布置，从而有效利用了每一丝束的承载能力，最大限度地发挥出其力学性能优势。

以无锡智上新材一款重载四旋翼无人机提供的碳纤维部件为例，这款无人机最大起飞重量为25kg，最大有效载荷为11kg，轴距为1700mm，空载续航为40min，满载续航为20min，客户要求该款无人机的结构强度和结构稳定性安全系数都要达到2.0。这款无人机整体结构主要包括中心板、机臂和起落架这三部分。无锡智上新材主要负责碳纤维机臂和中心板部分的制作。其中，机臂尺寸长610mm，宽37mm、高47mm。

可发现当机臂在使用碳纤维复合材料【0°】7的铺层方案时，机臂的结构强度及稳定性均高于设计强度及稳定性系数2.0的要求。而强度及稳定性过剩必然导致结构材料冗余，增加了无效机重，给飞行效率及成本带来负面影响。因此，必须通过碳纤维复合材料的铺层优化，使机臂既能满足设计强度和稳定性的要求，又能保持相对最低的机体重量。