本实用新型涉及一种制备大丝束碳纤维热塑性复合材料的模具以及集成装置，属于碳纤维材料制备技术领域。包括：模具壁；在模具壁的两端分别开设入模口和出模口，分别用于大丝束碳纤维的进出模具；在模具壁的内部设有相互匹配的上压辊和下支撑辊，用于对大丝束碳纤维的表面的树脂进行滚涂均匀；热塑树脂熔体流道，位于入模口的上部，用于向模具内部供入热塑树脂熔体。大丝束碳纤维受到上压辊和下支撑辊的牵引，从入模口进入模具，同时从出模口离开模具，树脂熔体从模腔上部进入模具，在重力作用下自上而下浸没大丝束碳纤维，二者可以充分接触，实现热塑性树脂熔体与大丝束碳纤维良好浸渍。