《3D打印行业深度:发展现状、驱动因素、市场空间、产业链及相关公司深度梳理-231211(39页).pdf》由会员分享,可在线阅读,更多相关《3D打印行业深度:发展现状、驱动因素、市场空间、产业链及相关公司深度梳理-231211(39页).pdf(39页珍藏版)》请在三个皮匠报告上搜索。
1、1/39 2023 年年 12 月月 11 日日行业行业|深度深度|研究报告研究报告 行业研究报告 慧博智能投研 3D打印行业深度:发展现状、驱动因素、市场空间、产业链及相关公司深度梳理打印行业深度:发展现状、驱动因素、市场空间、产业链及相关公司深度梳理 3D 打印即快速成型技术的一种,又称增材制造,它是一种以数字模型文件为基础,运用粉末状金属或塑料等可粘合材料,通过逐层打印的方式来构造物体的技术。随着 3D 打印技术的发展,应用领域逐渐拓宽,新产品的研发制造推动下游不断拓展,如航空航天、医疗器械、消费等领域。近年来 3D 打印技术同制造业深度融合、国家相关扶持政策快速出台,行业未来成长方向明
2、朗、应用前景广阔,预计我国3D 打印行业将进入快速成长期。关于 3D 打印行业,下面我们从技术优势及主要类型展开论述,了解目前行业发展现状及驱动因素、市场空间等相关内容,并进行产业链及相关公司的详细梳理,希望对大家了解 3D 打印行业有所帮助。目录 目录 一、3D 打印概述.1 二、3D 打印行业驱动因素.5 三、3D 打印行业发展现状.11 四、3D 打印市场空间及竞争格局.13 五、3D 打印产业链.16 六、相关公司.29 七、参考研报.39 一、一、3D 打印概述打印概述1.3D 打印打印3D 打印(3DP)即快速成型技术的一种,又称增材制造,是以三维模型数据为基础,运用粉末状金属或塑
3、料等可粘合材料,通过逐层打印的方式来构造物体的技术。区别于传统减材制造,3D 打印通过对模型数字化立体扫描、分层处理,借助于类似打印机的数字化制造设备,将材料不断叠加形成所需的实体模型。2/39 2023 年年 12 月月 11 日日 行业行业|深度深度|研究报告研究报告 3D 打印起源于 20 世纪末的美国,1983 年查尔斯 胡尔发明了世界上第一台 3D 打印机,并于 1988 年推出了全球第一台商业设备 SLA-250,3D 打印技术得以发展和推广。随后的三十年里,增材制造技术不断推陈出新,应用领域持续拓展,产业规模不断扩大。2.3D 打印技术打印技术优势优势 3D 打印技术和传统精密加
4、工技术均是制造业的重要组成部分,3D 打印在快速成形及复杂结构加工领域具有优势。目前增材制造加工与传统精密加工相比还存在加工精度、表面粗糙度和可加工材料等方面的差距,但增材制造以全新的技术原理和特点,在多种应用场景具备使用优势:可快速加工成形结构复杂的零件,缩短产品研发周期,提高材料利用率,优化制造模式。目前,3D 打印在工业制造领域取得了长足的进展,在航空航天、汽车、医疗等领域都有丰富的应用场景,但在大批量制造方面,传统精密加工技术相比 3D 打印在效率和成本上更具优势。3D 打印与传统加工方式仍将长期并存,共同为制造行业提供精细化、自动化、高效化的加工方案。3.3D 打印打印技术类型技术类
5、型 3/39 2023 年年 12 月月 11 日日行业行业|深度深度|研究报告研究报告 增材制造技术包含多种工艺类型,形成多种技术路线共存的局面。增材制造技术发展至今,其各主要工艺及技术因具备不同的特点,在不同的产业应用中具备独特的技术价值和发展空间,在航空航天、汽车、医疗、消费及电子产品等领域取得了长足的发展,形成了多种技术路线共存的局面。国标增材制造术语根据增材制造技术的成形原理,将增材制造工艺分成七种基本类别,各具特色。(1)粉末床熔融工艺是工业应用领域的主流工艺)粉末床熔融工艺是工业应用领域的主流工艺随着科技和增材制造行业的发展,增材制造技术的应用场景由早期的零件原型的快速制备,拓展
6、到能够直接制造终端零件并应用至使用场景当中,增材制造的终端零件性能高度依赖于其制备的设备类型和工艺参数,粉末床熔融工艺因其特定的加工方式而使得零件具备良好的力学性能和尺寸精度,成为工业应用领域中主流的增材制造技术。其中,以激光作为能量源的选区激光熔融(SLM)和选区激光烧结(SLS)工艺因稳定性和技术成熟度较高,在直接制造终端零件的应用场景中具备较突出的价值和优势,成为工业领域主流的增材制造技术。(2)选区激光熔融()选区激光熔融(SLM)技术应用广泛)技术应用广泛选区激光熔融(SLM)技术应用广泛,成为近年来工业级金属增材制造领域的主流技术。1)该技术使用金属粉末,可选择金属材料范围广泛,包
7、括钛合金、铝合金、高温合金、铜合金、钴铬合金、不锈钢、高强钢、模具钢、难熔金属等,能够实现较高的打印精度和极端复杂结构的制造,能够很好地满足终端4/39 2023 年年 12 月月 11 日日行业行业|深度深度|研究报告研究报告 功能件使用要求;2)同时该成形技术可实现复杂产品的敏捷制造,缩短产品研发制造周期,材料利用率高,设计自由度更高,可实现集成化设计、拓扑优化设计、点阵设计等先进设计手段。综上特点使该技术成为近年来工业级金属增材制造领域的主流技术之一,广泛应用于航空航天、模具、汽车、医疗、科研教育等领域。(3)选区激光烧结()选区激光烧结(SLS)规模化生产不断拓展)规模化生产不断拓展选
8、区激光烧结(SLS)技术制造效率高,规模化生产应用场景不断拓展。该项技术优势为:1)在成形过程中,无需考虑支撑系统,成形结构复杂程度高,能够直接成形高性能的尼龙、TPU 等高性能工程塑料,甚至是特殊属性的特种塑料,材料利用率高,且制造效率高,成品用途广泛。2)成形零件具有较好的机械性能、耐热性能等,能够根据工程应用需求直接使用于终端产品。随着技术的不断发展,选区激光烧结(SLS)技术的成形效率和成形尺寸持续提升,成本稳步下降,特别是 Flight 等突破性技术的问世,使得选区激光烧结(SLS)技术规模化的生产应用场景得以不断延伸和拓展。5/39 2023 年年 12 月月 11 日日行业行业|
9、深度深度|研究报告研究报告 二、二、3D 打印行业驱动因素打印行业驱动因素1.产学研结合及专利壁垒降低,产学研结合及专利壁垒降低,3D 打印产业化进程加速打印产业化进程加速产学研结合在 3D 打印产业化过程中发挥着重要作用,2009-2012 年许多领先的工业 3D 打印专利到期,随着 3D 打印核心技术的释放,降低了行业准入门槛与成本,激发市场活力,推动产业化进程。2012 年后,各大高校和科研院所积极参与研究,3D 打印相关公司深入布局核心专利,国内 3D 打印专利授权量迎来爆发式增长;2014 年是专利到期的高峰年,SLS 和 SLM 核心技术专利陆续到期,推动了金属 3D打印商业化。2
10、021 年中国 3D 打印专利授权主要集中在制造工具和医药科学领域,更加侧重于直接应用型技术开发,推动产业化进程。2.行业政策密集出台,国内行业政策密集出台,国内 3D 打印快速发展打印快速发展国内 3D 打印相关政策密集出台、行业产业化发展迅速。为促进国内 3D 打印发展,行业扶持政策力度不断加大。从整体战略,应用领域、关键技术再到企业标准,政策指导不断细化,促进行业发展。目前政策重点主要集中在 3D 打印材料、技术提升与标准建设方面。2015 年以来,我国 3D 打印产业在“中国智造”引导下迎来高速发展契机,中国制造 2025等一系列政策描绘了增材制造行业的发展路径。2016 年国务院印发
11、的“十三五”国家战略性新兴产业发展规划标志着产业化的落地。十二五到十四五期间国家重点研发计划高频度支持各类创新主体取得基础研究、关键共性技术、关键装备与零部件、应用示范等方面的重大突破,从战略规划、产业体系、技术创新、行业标准等多方面对增材制造产业进行政策推动与规范。6/39 2023 年年 12 月月 11 日日 行业行业|深度深度|研究报告研究报告 随着我国自主工业体系建设的推进、设备国产化要求的日益增强,增材制造行业获得良好的发展环境。通过政策引导,在各类创新主体、产业主体及社会各界的共同努力下,我国增材制造产业实现快速发展。国家及地方政府对增材制造行业技术创新、产业推进、应用融合等多维
12、度的政策支持,让企业可以紧抓行业快速发展、产业转型内生需求强烈的契机,不断加强自身技术攻关与产品研发能力,不断推进下游行业应用融合,实现行业高速成长与高质量可持续发展。3.终端产业升级和自身降本终端产业升级和自身降本促进促进 3D 打印产业化打印产业化(1)终端产业升级驱动终端产业升级驱动 3D 打印技术应用场景持续拓宽打印技术应用场景持续拓宽 7/39 2023 年年 12 月月 11 日日 行业行业|深度深度|研究报告研究报告 3D 打印只有在一些产品需要复杂结构个性化加工,或者新材料应用导致传统工艺加工难度大导致不经济的情况下,才具备替代优势,近年来航空航天和电子等科技领域技术日新月异,
13、3D 打印技术的应用场景在不断拓宽。电子产品随着数字化、智能化发展趋势不断迭代升级,由“有”向“优”的消费升级潜力旺盛。顺应新一轮科技革命和产业变革的趋势,消费电子产品被赋予的功能越来越多,尤其是在现阶段 5G 网络渗透率持续攀升、人工智能技术促进产品智能化增强交互性,新一代的虚拟现实、超高清视频等信息技术在不断丰富着产品的应用场景。由“有”向“优”的过渡,促使了消费电子产品在需求与技术实现两方面,对于材料及制造工艺提出新的要求。例如智能手机等移动终端领域,就出现了使用钛合金替代原本主流的铝合金或不锈钢的产品方案。钛合金的比强度(强度/密度)远大于其他金属结构材料,能够制作出单位强度高、刚性好
14、、质量轻的零部件;热强度高,使用温度比铝合金高几百度,在中等温度下仍能保持所要求的强度,可在 450500的温度下长期工作;抗蚀性强,在潮湿的大气和海水介质中工作,其抗蚀性远优于不锈钢;且具备低温性能好、导热系数小等性能优势。钛合金材料优势较多,消费电子产品的钛合金使用率有望持续提升。从苹果的专利储备和已经发布的Apple watch Ultra 配备上看,根据 Patently Apple 统计,截至 2022 年底,苹果公司已累计获得钛合金材料相关专利 8 项。2022 年 9 月,苹果发布的 Apple Watch Ultra 使用钛合金表壳,而不久的将来要推出的苹果 iPhone15
15、高端系列,命名为 Ultra 与 Apple Watch 钛合金系列相同,存在沿用钛合金技术积累的可能性。此外,钛合金材料还在可穿戴设备上多次应用,此前亚马逊、XLOONG、Rokid Air 等厂商都推出了使用钛合金的 AR 设备,未来苹果推出头戴设备 VisionPro 的下一代也存在使用钛合金的可能。钛合金应用于消费电子上有诸多优势,但尚未真正达到产业化的原因在于钛合金加工难度大、良率低,而 3D 打印的应用则能够克服现有难题。一方面,由于强度高、导热系数低和化学活性高等特点,传统数控加工钛合金的成本较高,主要体现在加工过程中会缩短刀具的寿命,破坏零件的完整性,同时其硬度高、弹性低等特点
16、,会导致刀具和刀片的沟槽磨损。因此,如使用切削、磨削技术,在同等工件数量及工时要求下,钛合金设备需求比铝合金更大。另一方面,因钛的单价较高,采用传统减材制造方式下对原材料的利用率低,成本较高。而采用 3D 打印生产钛金属件更节省成本,钛是 3D 打印生产中最常被用到的金属,应用范围广泛,如航空航天、医疗等。3D 打印是通过堆积材料,不涉及机械加工的消 8/39 2023 年年 12 月月 11 日日 行业行业|深度深度|研究报告研究报告 耗,且同一台 3D 打印设备可以生产各式各样的零部件,替代了不同种类的数控机床,故设备成本上综合考虑更优。另外,对于单价较高的钛合金,3D 打印在原材料利用率
17、上的优势将会更加突出。(2)3D 打印的降本路径打印的降本路径:材料、设备降本和工艺持续优化材料、设备降本和工艺持续优化 3D 打印技术目前多用于航空航天等多品种、小批量、难加工的领域,始终无法进行大规模产业化的核心原因,还是在大规模生产的成本与效率方面与传统减材制造技术相比不具备经济优势。随着技术与相关产业链的发展,目前看来,降本增效的路径较为清晰,包括材料、设备成本下降和工艺优化。金属 3D 打印领域原材料成本持续下降。原本高品质的金属 3D 打印粉末,尤其是在航空和医用级别的市场,最初均由国外厂商所垄断,而进口粉末的单价也较高,国内公司即便能够生产除满足需求方要求的 3D 打印粉末,其售
18、价相应也是比较高的。但随着金属 3D 打印产业在我国的发展,我国金属粉末供应商技术发展,技术不断成熟,金属 3D 打印粉末市场供应量不断增长,我国金属 3D 打印粉末市场价格持续下降。以铂力特为例,公司金属 3D 打印粉末的价格从 2020 年 144.48 万元/吨下降至 2022 年78.19 万元/吨(公司将 2023 年的募投项目中运营期首年金属 3D 打印粉末销售价格确定为 61.95 万元/吨),同期由于降价进一步开拓了市场,销售量由 2020 年的 2.94 吨快速增长至 2022 年的 31.36 吨。同时随着技术端的成熟以及规模效应逐渐显现,公司金属 3D 打印粉末业务的毛利
19、率从 2020 年的29.38%增长至 2022 年的 38.98%。原本阻碍 3D 打印产业化的核心成本已经大幅降低,未来根据下游如消费电子等应用场景,开付出新的适配性能需求的工艺,叠加产业规模不断增大,成本将会进一步降低。3D 打印设备成本随产业链成熟化和关键零部件的国产化将有效降低。打印设备成本随产业链成熟化和关键零部件的国产化将有效降低。3D 打印设备单台价格较高,相对的不利于广泛普及与产业化,对离散生产经营来说门槛较高,规模化应用的话固定资产投入又很高。根据华曙高科 3D 打印设备的销售情况可以看到,2021 年设备价格增长到近 220 万元一套的高点,而从2022 年开始则逐渐稳中
20、有降。主要原因是出于成本因素和国际贸易波动因素考虑,国产设备商在逐步采用国产的零部件做进口替代,有望有效降低成本。9/39 2023 年年 12 月月 11 日日 行业行业|深度深度|研究报告研究报告 3D 打印技术不断迭代优化,在生产效率和良率方面有望持续提升。随着 3D 打印技术的应用不断成熟,可以实现更加高效率的加工,精度方面也有突破。打印效率对于 3D 打印技术的产业化可谓重中之重,通过近年来打印设备激光器数量增加、激光扫描系统速率提升、激光器功率增大、最大成型尺寸提升、出粉方式的升级、工艺规划软件的升级等技术迭代进步,金属 3D 打印设备的生产效率得到了长足的提升。以铂力特的五光 B
21、LT-A400 设备为例。2022 年,铂力特推出面向金属 3D 打印“大 生产时代”,针对客户工业零件大规模批量化高效生产需求的 BLT-A400 设备。一年时间铂力特整合生产经验,持续进行设备研发与技术创新,推出了更高效更经济的五光 BLT-A400。10/39 2023 年年 12 月月 11 日日 行业行业|深度深度|研究报告研究报告 随着 3D 打印设备上激光器数量的增加,设备数量、占地面积、打印气体消耗、耗材消耗以及配套的辅机数量都有着明显的下降,在规模化生产中能够大大提升整个工厂的制造效率。同时多激光头设备会同时使用激光头进行打印,设备的打印效率也有显著的提升。(3)客户的认可度
22、提升也是产业链赋能客户的认可度提升也是产业链赋能 3D 打印的一环,设计与制造有机结合提升效打印的一环,设计与制造有机结合提升效率率 原先 3D 打印价格昂贵且会遇到各种突发问题,用户认可度不高。随着近些年航空航天、军工、医疗领域的突破,客户也逐渐开始主动尝试,这带来了设计层面 3D 打印的应用。以前对于 3D 打印的应用是先按照传统加工模式设计,之后交给 3D 打印公司制造,根本上并没有发挥出 3D 打印的优势,设计端和生产端存在断层。机械设计过程中拓扑优化是理想雏形,能有效优化产品受力分布及产品的重量,但因其几何构型十分复杂,难以采用传统制造工艺进行有效地制备,拓扑优化方法与实际工程结构设
23、计之间仍存在较大的鸿沟。受制于传统设计理念及制造工艺,结构往往仅进行宏观拓扑设计,并未充分利用结构在多尺度上的变化或者空间梯度变化所带来的广阔设计空间,使得产品性能提升非常有限。如今采用 3D 打印的方案,设计过程是与技术相结合的,比如多零部件整合成一个零部件等,真正地做到了“制造解决设计”。4.多种创新方法加快多种创新方法加快 3D 打印速度,批量化生产存在可能打印速度,批量化生产存在可能(1)多激光器多激光器 铂力特利用八光 BLT-S450 设备生产满版 96 个定子转子仅需 18.9 小时,相较于使用四光 BLT-S450 的生产效率提高了 1.8 倍。(2)先进扫描策略和优化大幅面风
24、场设计先进扫描策略和优化大幅面风场设计 华曙高科采用先进扫描策略成功将生产火箭发动机零件用时由之前 327 小时缩短为 96.5 小时,生产效率提升 338%。另外通过优化大幅面风场设计,既可实现同时出光避烟打印,又减少了各激光等待时间,从而提高效率。(3)增加粉层层厚和双向铺粉增加粉层层厚和双向铺粉 铂力特 BLT-A320M 采用 140m 超高效率工艺,10 小时内完成 38 个超高效率工艺热咀套打印,提升销量 160%;另外,铂力特 BLT-S815 采用动态铺粉策略,在保证质量的同时提高效率 230%。(4)嫁接打印嫁接打印 以电子烟模具为例,采用华曙高科自动嫁接技术能使生产效率提高
25、 70%,粉材成本减少 69%,达到降本增效的目的。5.行业标准不断细化,促进行业标准不断细化,促进 3D 打印规范化发展打印规范化发展 进入 21 世纪以来,3D 打印行业进入快速发展阶段,规范化的行业标准不断形成:2011 年,国际标准化组织(ISO)创建了 ISO/TC261 增材制造及标准化技术委员会。2015 年,美国联邦航空管理局(FAA)委托美国机动车工程师学会(SAE)制定特殊认证的增材制造技术标准。11/39 2023 年年 12 月月 11 日日 行业行业|深度深度|研究报告研究报告 2016 和 2019 年中美陆续成立增材制造委员会。我国的增材技术标准建立起步较晚,主要
26、是在十三五规划的推动下,于 2016 年 4 月成立全国增材制造标准化技术委员会(SAC/TC562),随后由该组织逐步建立和完善的相关标准体系。三三、3D 打印行业发展现状打印行业发展现状 1.全球全球 3D 打印行业处于成长中期阶段打印行业处于成长中期阶段 营收角度:近三十年平均增速 26.1%,近年增长迅速。技术角度:部分技术较为成熟、销量开始攀升、市场份额不断扩大、竞争者不断涌入,符合成长期的特征。2.中国加速追赶逐渐步入商业化阶段中国加速追赶逐渐步入商业化阶段 12/39 2023 年年 12 月月 11 日日 行业行业|深度深度|研究报告研究报告 我国 3D 打印行业:起步滞后于欧
27、美十年左右,但近些年差距逐步缩小,目前我国逐步进入商业化阶段,由导入期逐渐转到成长期。专利角度:20092015 年许多领先的工业 3D 打印专利到期,降低了行业准入门槛与成本,激发了市场活力,推动了产业化进程。融资角度:国内融资维持高水平,22 年占全球 1/3,主要聚焦于软件、设备与生物医疗方向,国内外设备端融资需求旺盛。3.新技术不断涌现,技术创新方面国内落后国外新技术不断涌现,技术创新方面国内落后国外 国外新技术涌现,国内专注成熟技术的完善升级。近几年中国很少出现大幅革新的 3D 打印技术产品,通常都是老技术的完善和升级;但是,国外却不断涌现出一个又一个新的 3D 打印技术和产品。13
28、/39 2023 年年 12 月月 11 日日 行业行业|深度深度|研究报告研究报告 四、四、3D 打印市场空间打印市场空间及竞争格局及竞争格局 1.增材制造应用领域加速拓展,全球增材制造应用领域加速拓展,全球 3D 打印行业进入快速成长期打印行业进入快速成长期(1)全球全球 3D 打印行业市场规模快速增长,预计打印行业市场规模快速增长,预计 2030 年有望达到年有望达到 853 亿美元亿美元 根据从事增材制造行业研究的美国咨询机构 Wohlers Associates(沃勒斯)统计数据显示,2021 年全球增材制造产值(包括产品和服务)152.44 亿美元,同比增长 19.50%。经过 3
29、0 多年发展,增材制造产业正从起步期迈入成长期,整体来看近年来呈现快速增长趋势。根据沃勒斯预测,到 2025E 年增材制造收入规模有望实现 298 亿美元,2021-2025E 年 CAGR 为 18.24%;到 2030E 年有望达到 853 亿美元,2025E-2030E 年 CAGR 为 23.41%。(2)增材制造行业进入快速成长期增材制造行业进入快速成长期,航空航天、医疗健康、消费品、汽车等行业成为,航空航天、医疗健康、消费品、汽车等行业成为未来增长的主要领域未来增长的主要领域 随着增材制造技术的发展,应用领域越来越广,新产品的研发制造驱动市场快速增长,越来越多领域正转变成增材制造生
30、产,如航空航天、医疗器械、以及消费等领域。随着这些领域使用增材制造比例的增加,将推动增材制造市场持续扩大,航空航天、医疗健康、消费品、汽车等行业将是增材制造未来增长的主要领域,将给增材制造市场提供巨大的发展空间。根据Global Additive Manufacturing Market,Forecastto2025(2025 年全球增材制造市场预测)报告显示,从 2015 年到 2025 年,全球汽车行业、垂直医疗设备的 3D 打印收入将分别以 34%和 23%的复合增速增长,则预计 2025E 年全球汽车行业、垂直医疗设备的 3D 打印市场价值将分别到达 53.56 亿美元和 44.25
31、亿美元。14/39 2023 年年 12 月月 11 日日 行业行业|深度深度|研究报告研究报告 2.高端应用需求拉动全球增材制造行业稳步增长高端应用需求拉动全球增材制造行业稳步增长 根据 Wohlers Associates(沃勒斯)统计数据显示,全球金属增材制造设备的销售量从 2012 年的 200余台增长至 2021 年的 2300 余台,2021-2021 年 CAGR 为 31.63%。整体来看,得益于金属增材制造技术的成熟和金属增材制造设备的普及,近年来全球工业级金属增材制造设备销量稳步增长。全球工业级高分子增材制造设备的销售量从 2012 年的 7500 余台增长至 2021 年
32、的 23800 余台,CAGR 为 13.57%,全球工业级高分子增材制造设备销量稳步增长。3.国内国内 3D 打印仍处于发展早期,产业规模加速扩张打印仍处于发展早期,产业规模加速扩张 国内 3D 打印行业进入稳增长区间,预计 2026E 年市场规模超千亿元。当前全球 3D 打印头部企业主要集中在美国,我国 3D 打印行业仍处于成长早期,2021 年我国 3D 打印行业规模在全球占比约 17%,国内多项专利通过申请但未投入具体应用,核心技术与尖端人才是制约我国当前 3D 打印产业发展的关键因素。我国高度重视增材制造产业发展,近年来,国内 3D 打印市场应用程度不断深化,在各行业均得到了越来越广
33、泛的应用。2017-2020 年,中国 3D 打印产业规模呈逐年增长趋势,2020 年中国 3D 打印产业规模为 208 亿元,同比增长 32.06%。根据前瞻产业研究院预测,预计 2026E 年我国 3D 打印市场规模将超过 1000 亿元,2021-2026E 年复合增速 20%以上。15/39 2023 年年 12 月月 11 日日 行业行业|深度深度|研究报告研究报告 4.国内国内 3D 打印行业中,以增材制造设备与打印服务为主,竞争格局较为打印行业中,以增材制造设备与打印服务为主,竞争格局较为集中集中 根据机械工业信息研究院,2022 年国内 3D 打印设备收入占比 53.2%,服务
34、占比 26%,原材料占比12.4%,零部件占比 5.9%。根据中商产业研究院,我国 3D 打印设备市场 CR5 达到 62%,但排名前五的企业中仅有联泰是中国企业,其余 4 家均为外资企业。2022 年联泰在 3D 打印行业中市占率达到16.4%;华曙高科与铂力特凭借先进的技术优势和良好的产品质量,成为国内 3D 打印行业的核心企业,市占率分别为 6.6%及 4.9%,在国产金属打印领域具备领先优势。随着关键技术的不断突破及设备、工艺水平的显著提升,我国增材制造在航空航天、汽车、医疗等下游领域的应用水平和规模都在快速提升,为增材制造的发展提供了巨大空间。其中航天航空领域高端需求是增材制造行业的
35、重要驱动力,根据 IBIS World(宜必思)分析,2014 年至 2019 年中国航空制造业(包括飞机制造、飞机零部件制造、维修服务等)年均复合增速为 9.8%,2019 年中国航空制造业市场价值约 698 亿美元,预测 2020 年-2029E 年中国航空制造业市场年均复合增速为 10%,则预计 2029E年中国航空制造业市场价值约 9.05 万亿元,根据华曙高科招股说明书,假设未来增材制造在航空制造业占据的份额提升至 1%,据此可计算出 2029E 年中国航空制造业为 3D 打印带来的市场价值约为130.46 亿元。16/39 2023 年年 12 月月 11 日日 行业行业|深度深度
36、|研究报告研究报告 五、五、3D 打印产业链打印产业链 近些年来我国 3D 打印行业快速成长,产业链配套完善,迎发展蓝海。受我国相关政策驱动以及企业端、研发端、资本端等协同发展,国内 3D 打印行业迎发展热潮。据中国增材制造产业联盟统计,2021 年中国增材制造企业营收 265 亿元,近四年平均增长率约 30%,高出全球平均水平约 10%。根据 Wind 数据显示,2022 年国内现有以增材制造为主营业务的上市公司已有超 20 家,实力较为雄厚的有铂力特、铂力特、先临三维、华曙高科先临三维、华曙高科等。目前,京津冀全国领先,长三角地区凭借良好的经济发展优势、区位条件基础,已初步形成全 3D 打
37、印产业链发展形式;而华中部地区以研发为主,以陕西、湖北为核心建立产业培育重地。珠三角地区则为 3D 打印应用服务的高地,主要分布在广州、深圳等地。3D 打印技术日趋成熟,已经形成了一条完整的产业链。1)3D 打印行业上游为原材料、零部件和 3D 建模工具,包括三维扫描设备、三维软件、增材制造原材料类及 3D 打印设备零部件制造等;2)中游为设备制造和打印服务,是整条产业链的核心环节,大多设备制造商厂商也能提供原材料供应和打印服务;3)下游则包括航空航天、汽车、医疗、消费及电子产品等应用领域,根据打印精度、速度和技术难度等指标可分为工业级和消费级。17/39 2023 年年 12 月月 11 日
38、日 行业行业|深度深度|研究报告研究报告 1.上游:金属类材料技术门槛高,进口替代需求迫切上游:金属类材料技术门槛高,进口替代需求迫切 3D 打印产业链上游分为打印原材料、硬件和辅助运行软件三部分。3D 打印原材料是重要的物质基础,材料的特性很大程度上决定了最终产品的属性和应用方向;硬件主要指激光器、DLP 光引擎、主板和振镜系统等用于实现扫描的设备;辅助运行软件是在建模、切片和数据处理等环节中运用到的软件技术。与此相对应,聚集在产业链上游的企业包括三维软件开发商以及耗材生产商等。(1)3D 打印原材料:产业链基石,金属、复合材料潜力大打印原材料:产业链基石,金属、复合材料潜力大 3D 打印原
39、材料是影响 3D 打印产品质量的重要因素之一,目前行业内常用的打印材料包括金属、塑料、光敏树脂、陶瓷和复合材料等五类。1)金属材料主要应用于航空航天、汽车等高端制造行业,其中钛合金打印材料凭借其出色的强度、耐温耐蚀性能,已经成为航空发动机零部件、弹体结构件等细分领域上不可或缺的原料来源;2)塑料类材料中 PLA、ABS 和尼龙占大多数,主要应用于医疗、家电、教育等领域;3)光敏树脂材料由于其成品具有高韧性、高精度、表面质量佳等优点,在消费电子、汽车和家电领域有广泛使用;4)陶瓷材料具有化学稳定性好、硬度高等特点,应用领域包括生物医疗、航空航天等,其中高性能透波陶瓷已经成为打印天线罩等导弹核心部
40、件的重要材料;5)复合材料根据组合原料的不同可以分为碳纤维复合材料和高分子复合材料两大类,随着 3D 打印应用领域的拓宽和打印材料的多元化,复合材料有望成为打印材料领域重要的增长极和技术高地。18/39 2023 年年 12 月月 11 日日 行业行业|深度深度|研究报告研究报告 金属材料、复合材料成为未来发展趋势,国内材料市场目前以非金属为主,金属材料技术能力整体落后金属材料、复合材料成为未来发展趋势,国内材料市场目前以非金属为主,金属材料技术能力整体落后于国际先进水平。于国际先进水平。金属和复合材料相较传统材料具有更优异的机械特性(刚性、抗冲击性、轻便性等)和其他力学性能,未来凭借其性能优
41、势或将推动 3D 打印技术服务于消费电子等更多应用场景,有望实现 3D 打印制造在消费端的下沉和创新。随着 3D 打印制品对制件性能的要求逐渐增高以及原料不断增多,各机构与公司开始探索研发例如高分子、复合、陶瓷、高性能金属材料满足多样化需求,对于材料的研发,重点投入可降解、复合合金、复合树脂、高分子材料等方向。根据艾瑞咨询数据显示,我国目前打印材料市场以非金属材料为主(占比为 61%),受制于材料体系不完备、标准缺乏、工艺性验证不足等问题,现阶段国内金属粉末总体规模和产品性能同国外先进水平还存在差距。19/39 2023 年年 12 月月 11 日日 行业行业|深度深度|研究报告研究报告 (2
42、)3D 打印软件及核心硬件:国内外差距明显,国产替代需求迫切打印软件及核心硬件:国内外差距明显,国产替代需求迫切 3D 打印软件的应用贯穿增材制造全过程,为成品的精细化需求提供保障;3D 打印核心硬件存在进口依赖,国产替代需求迫切。3D 打印软件系统集合扫描切片、制造与故障诊断、温场控制、远程监测、数字化扫描控制、数据反馈与集成控制等功能于一体,在 3D 数据模型获取、3D 数据模型处理和 3D 打印机控制等程序中都有所体现。应用软件可由产业链上中下游主体及专业软件供应商基于技术应用需求开发提供,市面上主流的打印软件以 CAD 为主,主要厂商有达索、西门子、PTC 和中望软件等。目前 3D打印
43、软件供应呈多元化趋势,在提升 CAD 软件技术性能的同时,还有更多集 CAD、CAE、CAM 等辅助软件于一体的综合软件正在开发。增材制造所使用的核心硬件主要包括激光器和振镜系统,是 3D 打印设备的重要零部件,多数采购自美国、德国等,目前已实现部分国产替代,但在技术成熟度和性能上仍与进口产品存在差距。核心硬件市场呈多元竞争态势,国产替代势头强劲。核心硬件市场呈多元竞争态势,国产替代势头强劲。金属 3D 打印设备的核心零部件包括激光器和激光扫描振镜,约占整体设备成本的 20%-40%。中国激光器制造企业近年来在技术研发和产能建设等方面 20/39 2023 年年 12 月月 11 日日 行业行
44、业|深度深度|研究报告研究报告 取得显著进步。锐科激光、光韵达锐科激光、光韵达等企业不断创新,持续推出高功率、高效率、高稳定性的激光器产品,满足行业对高质量激光源的需求。国内振镜系统供应厂家包括金橙子、柏楚电子金橙子、柏楚电子和维宏股份维宏股份,目前中低端振镜产品已经基本实现国产化,但高端领域同国外先进水平存在较大差距。核心硬件总体具有较大的国产替代空间,国内企业具备实力并已加速进行国产替代。2.中游:价值量占据全产业链半壁江山中游:价值量占据全产业链半壁江山 3D 打印行业中游包括 3D 打印设备及设备技术服务,其中 3D 打印设备是中游、也是整个产业链的核心主体。参与主体包括增材制造设备制
45、造商、增材制造服务提供商、各类代理商等。3D 打印设备制造商研发、生产 3D 打印设备供下游用户使用,根据下游用户反馈不断进行技术创新与更新迭代,并同步向上游传递创新与市场需求,不断推动着整个产业链水平提升。服务提供商主要通过 3D 打印设备为客户提供打印服务及其他各类衍生技术服务。粉末床熔融工艺(粉末床熔融工艺(PDF)是)是 3D 打印工业应用领域中的主流技术,其中以激光选区熔融工艺(打印工业应用领域中的主流技术,其中以激光选区熔融工艺(SLM)最为优越、技术难度最高。最为优越、技术难度最高。根据国标增材制造术语(GBT35351-2017),增材制造工艺分为粉末床熔融、定向能量沉积、立体
46、光固化、粘结剂喷射、材料挤出、材料喷射和薄材叠层七种基本类别。粉末 21/39 2023 年年 12 月月 11 日日 行业行业|深度深度|研究报告研究报告 床熔融工艺因其特定的加工方式而使得零件具备良好的力学性能和尺寸精度,成为工业应用领域中主流的增材制造技术。其中,以激光作为能量源的激光选区熔融(SLM)和激光选区烧结(SLS)工艺的稳定性和技术成熟度较高,而 SLS 相比 SLM 需要另添加粘合剂材料,因此 SLS 打印的成品硬度和精度略差于 SLM 制品,当前国内掌握 SLM 设备生产和服务能力的有铂力特、华曙高科等少数企业。增材制造设备可分为桌面增材制造设备可分为桌面级打印机和工业级
47、打印机,国内厂家以桌面级打印机供应商为主,工业级打印级打印机和工业级打印机,国内厂家以桌面级打印机供应商为主,工业级打印机由于技术难度大、工艺要求高,发展较为滞后。机由于技术难度大、工艺要求高,发展较为滞后。近年来随着国外桌面级打印机相关专利保护到期,技术壁垒下降,国内桌面级打印机厂家数量急剧增长,新进企业增多,加大了国内桌面级市场的竞争程度。与桌面级打印机市场相比,工业级打印机技术壁垒高,资本投入大,一直以来发展较为缓慢,但当前工业级增材制造产业受到国家政策大力支持,整个市场目前已开始呈现快速增长形势。3D 打印的核心专利大多被设备厂商掌握,因此在整个产业链中占据主导地位,这些设备生产厂商大
48、多亦提供打印服务业务,近年来,3D 打印行业整合加剧,通过并购 3D 打印软件公司、材料公司、服务提供商等,设备生产企业转变为综合方案提供商,加强了对产业链的整体掌控能力。22/39 2023 年年 12 月月 11 日日 行业行业|深度深度|研究报告研究报告 3D 打印设备国内市场格局:部分国产品牌反超海外大厂,出口数量不断增长。打印设备国内市场格局:部分国产品牌反超海外大厂,出口数量不断增长。目前,中国市场的主流3D 打印设备品牌涵盖联泰、EOS、华曙高科、铂力特、3DSystems、GE、Stratasys、惠普等。根据南极熊 3D 打印网数据显示,自 2017 年至 2021 年,我国
49、 3D 设备出口数量由 65.6 万台增长至 287.3 万台,增长趋势向好。在大尺寸成型等领域,国内企业甚至实现了反超,这表明中国 3D 打印产业正迅速崛起,逐步成为全球 3D 打印市场中的重要力量。23/39 2023 年年 12 月月 11 日日 行业行业|深度深度|研究报告研究报告 3.下游:应用领域逐步拓展,工业级是核心增长点下游:应用领域逐步拓展,工业级是核心增长点 目前 3D 打印技术在下游行业的应用方式主要分为直接制造、设计验证和原型制造。直接制造是指按照扫描得到的三维模型用增材制造技术生产最终产品,拥有较强的产品定制性强和较高的产品精度及硬度,是未来增材制造技术的主要发展趋势
50、。与传统制造相比,采用增材制造技术进行设计验证及原型制造,可节约时间与经济成本。此外,增材制造在维修领域也具有市场,使用增材制造技术不仅能简化维修程序,还可实现传统工艺无法实现的高还原度与制造材料原型匹配的功能。增材制造目前已被广泛应用于航空航天、汽车、医疗等领域,金属工业级 3D 打印是未来重要增长极。3D 打印下游目前集中在 B 端,在制造业众多领域已经实现了大规模的嵌入,其中对工艺和材料要求更高的工业级占比达到了 65%-70%,消费级占比仅为 30%-35%。根据艾瑞咨询的数据,当前国内消费级打印机厂商主要面向海外市场,产品技术壁垒低、产业链成熟,而消费级 3D 打印在 C 端的下沉需
51、要巨量投资、低廉成本和海量消费需求,这些要求在可预期的未来很难被满足;国内厂商工业级打印机的供应与服务对象主要是国内客户,应用领域以航空航天、汽车制造等为主,尤其在金属增材制造领域,已经展现强势增长势头。根据德勤发布的报告显示,全球 3D 打印市场正从塑料打印转向金属打印。(1)航空航天领域市场空间巨大航空航天领域市场空间巨大 在航空航天领域,3D 打印已发展成为提升设计与制造能力的一项关键核心技术,应用场景日趋多样化,未来市场空间巨大。3D 打印在航空航天领域的应用效能主要体现在以下六个方面:1)缩短装备及零部件的研发周期;2)实现复杂结构件的设计制造;3)满足轻量化需求,减少应力集中,增加
52、使用寿命;24/39 2023 年年 12 月月 11 日日 行业行业|深度深度|研究报告研究报告 4)提升零部件强度和耐用性;5)提高材料利用率,降低制造成本;6)对损伤零部件进行再制造修复。航空航天应用规模近年来增长迅速,未来市场空间巨大。卫星市场爆发叠加商业航天进入快车道,航空航天增材前景广阔。在航天领域,3D 打印技术目前已经应用于动力装置、火箭制造、卫星制造以及探测器制造等细分板块,国内应用公司主要是航天科技集团、航天科工集团等国央企和以星际荣耀、深蓝航天、星众空间为代表的民营企业,国外应用公司包括SpaceX、Relativity Space、Ariane 等。在航空领域,3D 打
53、印技术主要应用在发动机零部件制造(喷嘴、整体叶盘、热交换器等)和零部件修复,国内应用公司主要有中国航发集团,国外则有赛峰集团、霍尼韦尔、GE 集团等。25/39 2023 年年 12 月月 11 日日 行业行业|深度深度|研究报告研究报告(2)3D 打印技术贯穿汽车行业全产业链以及整个生命周期打印技术贯穿汽车行业全产业链以及整个生命周期 汽车工业是 3D 打印技术最早的应用领域之一,汽车市场巨大的市场规模为 3D 打印在该领域的应用提供了广阔的市场空间,预计 2025E 年全球市场有望达到 43 亿美元。3D 打印已经应用于汽车的研发、生产以及使用环节,目前主要集中于研发环节的实验模型和功能性
54、原型制造,在生产和使用环节相对较少。随着技术的革新和汽车行业的发展,3D 打印技术的应用将向市场空间更发达的生产和使用环节拓展,增加在最终零部件生产、汽车维修、汽车改装等方面的应用。根据大视野研究公司的报告显示,从2015 年到 2025E 年十年间全球汽车行业的 3D 打印收入将以 34%的复合增速增长,预计汽车 3D 打印的市场规模在 2025E 年有望达到 43 亿美元。3D 打印目前已经应用于众多汽车厂商及其零部件供应商。打印目前已经应用于众多汽车厂商及其零部件供应商。3D 打印在汽车制造领域的细分应用主要分为车身、电子附件、内饰和动力部件四大板块,下游应用客户包括各大整车制造商及其零
55、部件供货商。一方面 3D 打印从数字模型到生产零件的属性使流程更高效,节约了大量材料和物流成本;另一方面 3D打印便于一体化成型的特点也使得产品质量得到了提高,从而提高可靠性。目前国外汽车行业应用 3D打印技术的企业有奔驰、保时捷、宝马等整车制造厂以及米其林、BCP、GKN 和通快集团等零部件供应商,国内应用厂商主要为上汽集团、一汽集团。(3)医疗行业是医疗行业是 3D 打印技术主流应用领域打印技术主流应用领域 3D 打印凭借其可个性化定制的特点在医疗领域内取得愈加广泛的应用,预计未来十年有百亿美元市场空间。依照材料的发展与生物性能的差别,医疗领域 3D 分为非生物 3D 打印与生物 3D 打
56、印:非生物 26/39 2023 年年 12 月月 11 日日 行业行业|深度深度|研究报告研究报告 3D 打印的产品是非生物假体,主要应用于齿科、骨科、医疗器械、医用教学等领域;生物 3D 打印是基于活性生物材料、细胞组织工程、MRI 与 CT 技术以及 3D 重构技术等而进行的活体 3D 打印,目标是打印活体器官。相对于生物 3D 打印而言,非生物 3D 打印的原理相对较为简单,所需材料也相对易得,因此在医疗领域的应用已经比较广泛。随着未来经济水平和精准医疗要求的不断提升,3D 打印技术在医疗行业的发展将拥有巨大空间。根据大视野研究公司的报告以及华曙高科招股说明书的预测,预计2020-20
57、29E 年全球垂直医疗设备的 3D 打印市场价值将到达 480.22 亿美元,年均 48.02 亿美元。3D 打印在医疗行业的热门应用领域主要有齿科、骨科和康复辅助器具等。在齿科医疗领域,客户主要为义齿加工厂、齿科诊所、医疗机构等,例如 ZUGA、登特义齿、康泰健等企业以及各医疗机构。在骨科领域的应用分为术前的解剖模型、手术导板和术中的植入物,应用企业主要有爱康医疗、嘉斯特、春立正达等;在康复辅助器具方面,3D 打印技术主要用于矫形器、助听器和假肢的研发生产,主要应用方是各大医疗、康复机构以及瑞哈国际、硅步科技等企业。(4)钛合金钛合金 3D 打印引领革命,消费电子领域市场空间打开打印引领革命
58、,消费电子领域市场空间打开 加工难度大、成本高是钛合金未在 3C 电子广泛运用的主要原因。电子产品金属结构件一般以不锈钢和铝合金为主,不锈钢光泽感好,但重量不占优势;铝合金有轻量优势,但硬度一般。而钛合金的强度高 27/39 2023 年年 12 月月 11 日日 行业行业|深度深度|研究报告研究报告 于不锈钢,重量却只有同体积不锈钢的一半,能同时做到硬度和重量两者兼顾。由于钛合金的传统加工难度大,良率低,从而造成生产成本较高,因此一直没有被 3C 行业广泛应用。中框加工工艺:数控立式加工中心 CNC 为主要工艺。一般常见的胚料成型工艺有锻造、铸造、铝挤等,常用的表面处理方式有抛光+PVD 涂
59、层、喷砂+阳极氧化、拉丝。苹果钛合金采用行业首创的热机械工艺,包裹着一个由 100%回收铝制成的新下部结构,通过固态扩散将这两种金属以惊人的强度结合在一起,铝制框架有助于散热,并使背面玻璃易于更换。小米、三星、OPPO、华为等 3C 大厂纷纷推出钛合金材质打造零部件的产品,3D 打印或成消费电子钛合金加工核心工艺。2023 年 10 月 26 日,小米发布新机 Xiaomi14Pro,并推出钛金属特别版,是全球首款使用钛金属作为中框的安卓手机。此前,2023 年 10 月 19 日,OPPO 发布新机折叠屏 FindN3,铰链采用航天级 MIM 合金,重量降低 7%,强度大幅提升,是对钛合金
60、3C 零部件的初步探索。更早之前,2023 年 7 月,荣耀发布折叠屏手机 MagicV2,铰链的轴盖部分首次采用钛合金 3D 打印工艺,成为 3D打印在手机上的首次规模化应用;9 月,苹果发布 iPhone15Pro/ProMax 采用钛合金外壳,AppleWatchUltra2 采用钛合金表壳,并宣称正积极探索钛合金零部件的 3D 打印技术。(5)3D 打印技术有望加速人形机器人产业发展打印技术有望加速人形机器人产业发展 3D 打印技术不断在人形机器人领域应用,具有轻量化、生产复杂结构以及便于研发等优势。从研发角度,波士顿动力采用 3D 打印制作了比航天使用的更小巧、更轻质的伺服阀,阀门响
61、应时间短,旁路泄露极低;从设计角度,3D 打印优化结构设计,减轻机器人肢体惯性,使 Atlas 更轻、更紧凑、更加集成;从功能角度,波士顿动力将 3D 打印应用于制造 Atlas 机器人的液压动力单元(HPU),具有优越的可扩展性,有效利用了原本剩余的空间,实现更高效率。28/39 2023 年年 12 月月 11 日日 行业行业|深度深度|研究报告研究报告 中国 3D 打印厂商与机器人厂商强强联合,促进产业发展。2023 年 4 月 14 日,先临三维与大族机器人在深圳签署了战略合作协议,双方将在高精度三维视觉技术领域内,涉及机器人应用的项目达成战略合作,此前 FAU 的科学家通过 3D 打
62、印、深度学习等技术创建机器狗 Astro。29/39 2023 年年 12 月月 11 日日 行业行业|深度深度|研究报告研究报告 六六、相关公司、相关公司 1.铂力特铂力特 公司成立于 2011 年,是一家专注于工业级金属增材制造(3D 打印)的高新技术企业。2012 年,公司组建独立研发团队,研发方向包含金属 3D 打印工艺、材料、设备等方面;2015 年,公司 SLM 设备面向市场进行销售;2019 年,公司在科创板上市;2021 年,公司金属增材制造智能工厂建设项目(IPO募投项目)全部投入使用。公司构建了较为完整的金属 3D 打印产业生态链,整体实力在国内金属增材制造领域处于领先地位
63、。公司为用户提供全方位的金属增材制造与再制造技术解决方案,包括:设备、打印服务、原材料、技术服务等。公司运用多年金属增材制造技术的专业经验,为航空航天、能源动力、医疗齿科、工业模具、汽车制造等行业客户提供服务,并在服务过程中持续创新,不断提升产品性能及开拓下游应用领域。公司收入快速增长,受业务开拓及股权激励费用等原因归母净利润波动较大。2017-2022 年,公司营业收入由 2.20 亿元提升至 9.18 亿元,CAGR 达 33.1%,保持较快增速。而归母净利润方面,受到公司业务开拓及股权激励费用等因素影响,2017-2022 年公司归母净利润变动幅度较大,2021 年受到股份支付费用 1.
64、7 亿元影响,公司归母净利润为负,随着股份支付费用数额下降、公司营收规模提升,公司归母净利润逐步修复。30/39 2023 年年 12 月月 11 日日 行业行业|深度深度|研究报告研究报告 毛利率维持较高水平,期间费用率波动主要受管理费用率影响。2017 年至今,公司毛利率始终维持40%+,处于较高水平;净利率则受到期间费用率(主要是管理费用率)影响波动显著。股权激励摊销费用及公司业务规模扩张影响下,公司期间费用率处于较高水平,但 2022 年以来有所好转。从费控角度来看,1)公司 2023Q1-3 期间费用率管控效果良好,费用率大幅下滑,对净利润的影响有望持续缩减;2)公司 2023 年预
65、计支付股权激励费用大幅减少(从 2022 年 1.6 亿减少至 2023 年的 0.8 亿元),直接驱动业绩提升。2.华曙高科华曙高科 华曙高科成立于 2009 年,始终专注于工业级增材制造设备的研发、生产与销售,致力于为全球客户提供金属(选区激光熔融 SLM)增材制造设备和高分子(选区激光烧结 SLS)增材制造设备,并提供 3D打印材料、工艺及服务;在大尺寸、多激光、连续增材制造以及高性能粉末材料等增材制造领域实现持续突破;是国内唯一一家加载全部自主开发增材制造工业软件、控制系统,并实现 SLM 设备和 SLS 设备产业化量产销售的企业;为我国工业级增材制造设备龙头企业之一。金属、高分子 3
66、D 打印设备共同发展。1)3D 打印设备及辅机配件销售是公司主要收入来源,主要面向工业级增材制造领域,其中自主研发的 3D 打印设备共 20 余种,可细分为金属 3D 打印设备和高分子3D 打印设备,所用工艺分别为 SLM 和 SLS,具有取材范围广、力学性能好、成形精度高、材料利用率高、可成形结构复制程度高等优势,与其终端产品直接制造及批量生产需求契合度高。2)3D 打印粉末材料销售主要是公司向客户提供能适配 CO2 激光器及光纤激光器的高分子及其复合粉末材料。31/39 2023 年年 12 月月 11 日日 行业行业|深度深度|研究报告研究报告 公司业务主要包括 3D 打印设备及辅机配件
67、业务和 3D 打印粉末材料业务,业务结构稳定。公司业务可分为 3D 打印设备及辅机配件、3D 打印粉末材料、售后服务及其他三个板块。2019 年以来,各业务板块营收实现持续增长。2019-2022 年,3D 打印设备及辅机配件营收由 1.2 亿元增长至 4.0 亿元,占公司营收比例由 81%提升至 88%,3 年 CAGR 为 47.7%;3D 打印粉末材料营收由 2256.7 万元增长至3388.6 万元。2023H1,3D 打印设备及辅机配件营收 2.1 亿元,同比增长 36.0%,3D 打印粉末材料营收 1880.7 万元,同比增长 31.0%,受益于增材制造市场规模持续增长,下游领域需
68、求旺盛,公司各板块业务实现高速增长。分业务板块毛利率有所下降,但仍维持在较高水平。2019-2022 年,3D 打印设备及辅机配件毛利率由59.5%下滑至 53.1%,主要系受不同设备产品各自毛利率波动、产品结构变化综合影响,其中金属设备及辅机配件毛利率保持相对稳定,高分子设备及辅机配件毛利率呈下降趋势。3D 打印设备及辅机配件营收占比最大且逐年上升,对公司整体毛利率影响较大。2022 年 3D 打印粉末材料毛利率为 47.6%,同比减少 1.2 个百分点,主要受高分子粉末材料毛利率变动影响。公司产品主要应用于航空航天领域和模具及加工服务领域。公司 3D 打印设备及辅机配件主要应用于航空航天领
69、域、模具及加工服务领域,其中 2022H1 占比分别为 35.9%、25.4%,金属设备及辅机配件主要应用于航空航天领域,高分子设备及辅机配件主要应用于模具及加工服务领域。3D 打印粉末材料主要为高分子粉末材料,主要应用于模具及加工服务领域,2022H1 占比为 76.0%。3.先临三维先临三维 32/39 2023 年年 12 月月 11 日日 行业行业|深度深度|研究报告研究报告 先临三维科技股份有限公司成立于 2004 年,是三维视觉领域科技创新型企业。公司专注于高精度三维视觉软、硬件的研发和应用,致力于成为具有全球影响力的三维视觉技术企业,推动高精度三维视觉技术的普及应用。从二维到三维
70、,从平面到立体,随着数据采集传输性能的提高和计算机算力的升级,“三维视觉”作为机器视觉的前沿方向,逐步从专用走向通用,让机器看“懂”世界。先临三维专注于高精度三维视觉技术软、硬件研发,建设三维视觉测量精度标准,打造“先临精度”行业标杆,让机器看“准”世界。先临三维专注高精度三维视觉技术十余年,拥有近 300 项授权专利和 100 多项软件著作权。公司自主研发了结构光立体匹配及三维重建算法、三维视觉测量高精度标定算法、融合人工智能算法的高品质3D 数据建模及应用软件、相机及投影系统等核心器件设计、光机电算一体化控制系统设计等核心技术。公司起草了“牙颌模型三维扫描仪技术要求”国家标准、“白光三维测
71、量系统”行业标准、“基于结构光扫描的光学三维测量系统校准规范”国家计量技术规范等,参与了“口腔修复体 3D 打印应用研究与临床示范”国家重点研发计划项目,并承担了其他 10 余项国家、省、市重要科技项目。公司拥有研发人员 300 多名,占总人数的 36%,其中硕博研发人才约占 40%,建有浙江省省级重点企业研究院、浙江省博士后工作站,与浙江大学、北京大学口腔医学院、四川大学华西口腔医学院等高校开展科研合作。先临三维的高精度三维视觉技术深度应用于齿科数字化和高精度工业 3D 扫描(3D 数据建模、三维视觉测量与检测),公司产品已经销往全球 100+个国家和地区,国际业务占比超 60%。高精度工业
72、 3D 扫描业务,为汽车工业、航空航天、能源、重工制造、交通运输、电子电器、文物雕塑、医疗健康、影视娱乐、虚拟展示、教育科研等行业提供设计和视觉检测的高精度 3D 数字化解决方案,33/39 2023 年年 12 月月 11 日日 行业行业|深度深度|研究报告研究报告 主要产品为手持 3D 扫描仪(主要用于数字化设计、存档、可视化交互)、高精度 3D 视觉检测系统(主要用于 3D 全尺寸检测)等。齿科数字化业务,为口腔医疗机构提供可视化接诊及治疗(修复、正畸、种植等)数字化解决方案,主要产品为口内 3D 扫描仪、齿科桌面 3D 扫描仪、齿科桌面高精度 3D 打印机和配套设计、诊疗应用软件。4.
73、楚江新材楚江新材 公司创立于 1999 年,总部位于安徽省芜湖市,2007 年 9 月在深交所上市(股票简称:楚江新材,股票代码:002171)。公司注册资本 13.3 亿元,2022 年实现营业收入 406 亿元,目前总资产 146 亿元,净资产 67 亿元,员工 7000 余人。公司是国家技术创新示范企业,位列中国民营企业 500 强第 297 位、中国制造业企业 500 强第 300 位、中国民营企业制造业 500 强第 203 位、财富中国上市公司 500强第 308 位,子公司天鸟高新、顶立科技和楚江合金为工信部授予的专精特新“小巨人”企业。公司专注于材料的研发与制造,业务涵盖先进铜
74、基材料和军工碳材料两大板块,在安徽、上海、广东、江苏和湖南设有生产和研发基地,包括精密铜带、高端铜导体、铜合金线材、精密特钢、碳纤维复合材料和高端装备及新材料六大类产品。其中:精密铜带年产能超 30 万吨,位居国内第一,向全球第一迈进;碳纤维预制件位居国内龙头地位;高端导体、合金线材、高端热工装备均位于国内行业头部位置。公司精密铜带产量国内排名第一,子公司天鸟高新和顶立科技分别是国内唯一产业化生产飞机碳刹车预制件的企业和高端热工装备龙头,结合公司产品序列向光伏热场碳/碳复材、3D 打印材料及构件等领域的延伸拓展,其综合实力和核心竞争力有望持续提升。3D 打印批量交付,碳化钽涂层建成投产,顶立业
75、务再上新台阶。2023H1 顶立科技实现营业收入 2.4 亿元元,同比增长 44.99%,实现净利润 4186 万元,同比增长 114.93%。顶立科技依托自身设备和技术优势拓展新材料板块业务,开展高纯石墨/高纯碳材料和金属基 3D 打印材料等业务,随着 3D 打印结构件的批量交付,碳化钽涂层项目的建成投产,顶立科技新材料业务增长较快,业绩加速提升。9 月 4 日公司公告,顶立科技计划在新三板上市,上市之后可以促进顶立业务发展,有利于楚江新材整体效益最大化。5.有研粉材有研粉材 公司在 2004 年 3 月成立,主要产品包括先进铜基金属粉体材料、高端微电子锡基焊粉材料和 3D 打印粉体材料等。
76、公司先进铜基金属粉体材料产品的国内市场占有率约 35%,排名国内第一,2019 年总销量约 2.35 万吨,排名全球第二;公司高端微电子锡基焊粉材料的国内市场占有率在 15%以上,排名国内第一。公司立足于铜基金属粉体材料领域,形成了电解铜金属粉体材料、雾化铜基金属粉体材料、扩散铜基金属粉体材料、化学冶金铜基金属粉体材料等产品线,成为国内领先的铜基金属粉体材料供应商;公司还积极拓展产品应用领域,推进国内外产业布局,先后整合了康普锡威、有研重冶、英国 Makin 等公司,进一步提升技术水平,优化产品结构,扩大市场份额,发展成为国内铜基金属粉体材料和锡基焊粉材料领域的龙头企业;公司还积极构建重庆、安
77、徽、山东等国内区域性产业基地以及英国、泰国等国际产业基地;目前公司又和全资子公司康普锡威、钢研投资有限公司合作,设立有研增材布局 3D 打印领域,打开新成长空间。34/39 2023 年年 12 月月 11 日日 行业行业|深度深度|研究报告研究报告 公司现已形成以铜基金属粉体材料、锡基电子互连材料、3D 打印用金属粉体材料等板块为核心的主营业务。公司产品主要用于粉末冶金、超硬工具、微电子封装、摩擦材料、催化剂、电工合金、电碳制品、导电材料、热管理材料、3D 打印等领域,其终端产品广泛应用于汽车、高铁、机械、航空、航天、化工、电子信息、国防军工等诸多行业。35/39 2023 年年 12 月月
78、 11 日日 行业行业|深度深度|研究报告研究报告 国务院国资委持有有研集团 100%股权,为公司的实际控制人,有研科技集团有限公司为公司的控股股东。有研集团直接持有公司 36.31%的股权,为公司的第一大股东,公司实控人为国务院国资委。公司主要子公司包括有研合肥、有研重冶(重庆)、康普锡威、有研增材、英国 Makin、以及有研泰国(GRIPM Advanced Materials(Thailand)Co.,Ltd.)。公司产能及业务布局分布国内外,有研合肥、有研重冶主要针对国内市场,有研泰国和英国 Makin 主要针对海外市场,产能端和市场端协同效应有望逐步兑现。公司及全资子公司康普锡威与钢
79、研投资有限公司合作,整合 3D 打印及高温特种粉体材料业务板块相关资源,新设立控股公司有研增材。新设公司计划注册资本为 5,000 万元人民币,其中有研粉材以现金形式出资 3,000 万元,占新设公司 60%股权;康普锡威以经评估的固定资产和无形资产形式出资 1,000万元,占新设公司 20%股权;钢研投资以现金形式出资 1,000 万元,占新设公司 20%股权。有研增材重点开发、生产 3D 打印金属粉体材料,以及软磁粉末、MIM 粉末、真空钎焊粉末等高温特种粉体材料产品。3D 打印金属粉体材料是公司重点发展方向,产品包括铝合金粉末、铜合金粉末、高温合金粉体材料、钛合金和模具钢等。有研粉材经过
80、多年自主研发,掌握了 3D 打印粉体材料制备技术。创造性地提出缺陷控制技术,通过赋予金属液滴同极性电荷,使金属液滴之间产生排斥力,避免颗粒间碰撞,解决了卫星球的问题;通过静电场控制落粉,减少与未凝固液滴碰撞几率,减少了卫星球缺陷,提高粉末流动性;针对钛或钛合金高36/39 2023 年年 12 月月 11 日日行业行业|深度深度|研究报告研究报告 活性的特点,选用无坩埚式高频感应加热钛丝的方法实现纯净化熔炼,提高钛或钛合金的雾化细粉收得率。6.金橙子金橙子北京金橙子科技股份有限公司成立于 2004 年,是一家专注于激光加工控制领域的高新技术企业,是国内领先的激光加工控制系统企业之一。金橙子长期
81、致力于激光先进制造领域的自动化及智能化发展,深耕激光加工控制领域。公司主营业务为激光加工设备运动控制系统的研发与销售,并能够为不同激光加工场景提供综合解决方案和技术服务。公司经过多年深耕,目前已拥有完整的产品体系、深厚的技术储备和丰富的研发数据库,同时拥有优质的客户资源,占据国内激光加工数控系统的重要市场份额。产品覆盖激光标刻、激光切割、激光焊接、激光清洗、3D 打印等多个领域,构建了包括激光加工控制系统、系统集成硬件、激光调阻设备的产品布局,具有紧密相关性和业务协同性,适用于多级别功率的激光器加工应用,能够覆盖相对广泛的激光加工场景。公司拥有较强的技术优势,可根据不同行业的需求不断调整产品结
82、构及产业方向来确保公司业绩的稳定性。公司坚持以软件控制为核心、软硬件协同发展战略布局,进一步加大研发投入,对高速、高精激光、柔性化加工控制技术领域前沿技术进行深入研究,通过结合多项核心技术,进一步提升激光加工控制软件性能和技术水平。同时,公司未来将进一步加强对高精密振镜的研发及生产,推动我国高精密振镜国产化进程,弥补和缩短我国在高端激光加工控制领域与国外的差异,不断提升公司在国内外市场的竞争力。37/39 2023 年年 12 月月 11 日日 行业行业|深度深度|研究报告研究报告 公司较早对 3D 打印产业进行了布局。公司于 2014 和 2015 年分别参股 3D 打印厂商绵阳维沃科技有限
83、公司和宁波匠心快速成型技术有限公司,进入 3D 打印领域,并于 2018 年推出集成振镜、激光器、运动轴及接受传感器数据的简版的 3D 打印系统。3D 打印产业蓬勃发展,需求由航空航天行业逐步扩展到民用领域。3D 打印产业尚处于发展前期,Wohlers Associates 报告显示,2022 年全球 3D 打印产业市场规模已达到 180 亿美元,近 10 年 CAGR达到 23%。近年国内 3D 打印行业同样发展迅猛,观研报告网数据显示,2022 年我国 3D 打印产业市场规模突破 300 亿元,近 10 年 CAGR 超过 40%。目前工业级 3D 打印主要应用于航空航天领域,在民用市场中
84、此前主要用于定制化、小批量的样件生产,但随着 3D 打印成本的不断下降,未来该技术有望在民品领域被用于批量化生产。2023 年 7 月,荣耀在 MagicV2 折叠屏手机发布会宣布采用激光 3D 打印技术进行钛合金轴盖的生产,标志着 3D 打印技术的量产时代已逐步开启。38/39 2023 年年 12 月月 11 日日行业行业|深度深度|研究报告研究报告 公司持续开展 3D 打印控制系统的研发工作,有望受益于 3D 打印行业发展。公司目前有激光 3D 打印控制系统在研项目,涵盖的技术路线为激光 3D 打印中的 SLA、SLM 和 SLS,这三种技术路线目前在 3D打印市场中占比最高,合计占比达
85、到 47%。公司的产品包括 3D 打印控制软件、轴控制卡和激光振镜控制卡。根据公司官网描述,公司的 3D 打印控制软件 2.0 版本经过团队多年打磨,拥有多个独家算法,得到市场高度认可,并且在激光振镜&轴控硬件上,专门开发出针对 SLA/SLM 的硬件解决方案。公司的 3D 打印控制系统为用户提供了全套的解决方案服务,简化用户装机和使用门槛,降低总体设备成本,大幅提高装机效率和稳定性。目前公司 3D 打印控制系统业务营收规模较小,根据公告关于北京金橙子科技股份有限公司首次公开发行股票并在科创板上市申请文件的审核问询函回复,公司 2018 年至2021 上半年 3D 打印控制系统营收合计不足 5
86、0 万元。随着 3D 打印产业应用的不断深化,公司的 3D 打印控制系统业务有望取得突破。39/39 2023 年年 12 月月 11 日日行业行业|深度深度|研究报告研究报告 七、参考研报七、参考研报 1.天风证券-3D 打印行业:长坡厚雪,方兴未艾2.东方证券-电子行业深度报告:3D 打印引领消费电子创新3.光大证券-3D 打印行业深度报告:3D 打印,将数模“投影”到现实4.华福证券-3D 打印行业深度报告:蓄势待发,产业化应用赋能未来5.华福证券-3D 打印行业研究系列报告(一):钛合金切入消费电子,3D 打印或将迎来新机遇6.华福证券-3D 打印行业研究系列报告(二):市场竞争加剧,
87、规模化生产在即,从材料端深掘 3D打印行业7.华福证券-3D 打印行业研究系列报告(三):“为什么”转向“如何”之成本端的思考8.东北证券-机械设备行业 3D 打印:3C 行业应用钛合金最受益环节,市场或存预期差9.德邦证券-3D 打印行业专题报告:钛合金材料崭露头角,3D 打印开拓消费电子市场新需求10.长江证券-3D 打印行业:市场空间广阔,高端应用需求催生技术升级11.招商证券-金属 3D 打印行业深度报告:传统技术的革新,高成长与高壁垒12.慧博智能投研-3D 打印行业深度:市场现状、前景展望、产业链及相关公司深度梳理13.华创证券-3D 打印行业深度研究报告:传统技术的革新,打印世界
88、的力量14.浙商证券-3D 打印行业深度研究报告:3D 打印,消费电子开启大规模应用,成长空间打开15.申万宏源-材料强国之 3D 打印行业深度报告系列之一:3D 打印革新高端制造,广阔应用构建千亿蓝海16.浙商证券-3C 设备行业专题报告:钛合金、折叠屏,消费电子大趋势看好 3D 打印、研磨抛光、MIM 件17.信达证券-增材制造行业深度报告:3D 打印,颠覆性技术,有望从 1 到 100 撬动千亿产业链18.民生证券-机械行业一周解一惑系列:苹果荣耀入局 3D 打印,有望启动产业新引擎19.中信证券-电器智造行业 3D 打印研究:钛合金与 3D 打印,来自消费电子的启示20.中信证券-电器
89、智造 3D 打印行业专题:“落霞与孤鹜齐飞”,金属与非金属 3D 打印21.广发证券-机械行业 3D 打印专题(一):制造的另一种解22.广发证券-国防军工行业新材料:金属 3D 打印,产品升级牵引,降本增效驱动应用拓展23.广发证券-国防军工行业:新材料,结合 Gartner 曲线,如何理解 3D 打印行业发展阶段24.西南证券-华曙高科-688433-3D 打印应用端快速拓展,公司业绩高速增长25.东方证券-楚江新材-002171-23Q2 业绩环比改善,3D 打印结构件形成批量交付26.民生证券-有研粉材-688456-2023 年半年报点评:下游需求低迷传统业务承压,3D 打印业务快速发展27.民生证券-有研粉材-688456-深度报告:金属粉体材料平台,3D 打印材料开拓新空间28.中邮证券-楚江新材-002171-业绩改善明显,军工碳材料延伸不断丰富29.东北证券-金橙子-688291-激光加工设备产业系列深度报告(四):软件为体,硬件为翼,推动精密激光加工核心部件国产替代免责声明:以上内容仅供学习交流,不构成投资建议。