本发明公开了一种一体成型热自膨胀泡沫体结构。里层是硬质泡沫，外层是热自膨胀树脂；所述硬质泡沫为聚氨酯类体系。在模腔内壁喷涂或铺设热自膨胀树脂层，待在模腔内部固定后，再在模具内灌注硬质泡沫，使其发泡成型并熟化；开模，取出即可。热自膨胀树脂层与硬质泡沫一体成型，界面的气泡更少，结合力更强，有利于均匀的提升制品强度。同时一体成型的泡沫结构，具有适合于异型制品成型的效果。用于制备夹芯复合材料结构件，具有强度高、质量轻、层间粘结好、不易脱层分裂、耐冲击等优异性能，可以应用于航空航天、轨道交通、汽车配件和运动休闲等领域。