本发明提供了一种三维多孔防热结构随形制备模具及制备方法，属于防热材料成型技术领域。本发明通过将三维多孔结构预制体铺放在内模板上，在预制体外部铺放导流层，在导流层外部设置柔性外膜层，并使导流层和柔性外膜层在底部沿底板延伸一定宽度，既能够保证导流层和柔性外膜层与预制体外型面贴合完整，又能消除胶液由于扇形传输导致进胶死角，提高胶液浸渍的均匀性；通过抽真空，从底部进胶，由于导流层导流作用，使胶液沿预制体表面由外至内均匀渗透，多余胶液从顶部出胶，解决了由于重力梯度形成的浸渍不均匀问题，同时提高了胶液的利用效率，可以实现各种尺寸跨度、多种曲面构型的整体成形，突破现有成形工艺成形尺寸限制。