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3D打印行业深度报告:变革性生产技术千亿级朝阳产业-230304(37页).pdf

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3D打印行业深度报告:变革性生产技术千亿级朝阳产业-230304(37页).pdf

1、 证券研究报告证券研究报告 请务必阅读正文之后第请务必阅读正文之后第 36 页起的免责条款和声明页起的免责条款和声明 变革性生产技术,千亿级朝阳产业变革性生产技术,千亿级朝阳产业 3D 打印行业深度报告2023.3.4 中信证券研究部中信证券研究部 核心观点核心观点 纪敏纪敏 制造产业 联席首席分析师 S02 付宸硕付宸硕 军工行业 首席分析师 S05 刘海博刘海博 制造产业 首席分析师 S11 当前我国当前我国 3D 打印行业渗透率不到打印行业渗透率不到 0.1%,仍处于产业化早期,未来有望成长为,仍处于产业化早期,未来有望成

2、长为大千亿级别行业(假设渗透率大千亿级别行业(假设渗透率 3%-5%)。)。“空天需求空天需求”或是或是“十四五十四五”期间行期间行业发展的主推力,医疗业发展的主推力,医疗/齿科、模具有望贡献可观增量。齿科、模具有望贡献可观增量。考虑到现在行业集中度考虑到现在行业集中度相对相对较低较低,建议建议跟踪产业化进程,关注产业链公司业绩情况,优先跟踪产业化进程,关注产业链公司业绩情况,优先选择选择一体化一体化布局的设备厂商,布局的设备厂商,把握把握行业增长行业增长和龙头扩张机遇和龙头扩张机遇。建议关注作为。建议关注作为 3D 打印龙打印龙头、优享行业红利的铂力特;金属头、优享行业红利的铂力特;金属&高

3、分子两轮驱动,成长性值得期待的华曙高分子两轮驱动,成长性值得期待的华曙高科高科。此外还可关注上游原材料、振镜、扫描仪环节等企业。此外还可关注上游原材料、振镜、扫描仪环节等企业。为什么此时关注为什么此时关注 3D 打印行业?打印行业?当前市场对于 3D 打印的认知,更多的是处于“概念”层面,对其实际应用、产业化进程和相关行业公司并无深入认知。但过去十年我国 3D 产业迎来高速发展期,根据增材制造产业联盟数据,2022 年我国 3D 打印产值有望达 330 亿元,过去十年 30 倍增长,细分领域诞生了多个龙头/独角兽。我们预计,“十四五”期间下游需求增长有望展现出持续性,产业链细分龙头有望率先受益

4、。千亿级朝阳产业。千亿级朝阳产业。3D 打印行业经过近四十年发展,在全球/我国已成为千亿/百亿元量级的产业,是传统制造的有力补充,可应用在制造业的各细分领域。但在技术、成本等因素的约束下,当前以航空航天、医疗/齿科应用为主,制造业渗透率不足 0.1%,仍处于产业化前期。未来随着产业供需两端因子持续改善,3D 打印渗透率有望提升至 3%-5%,叠加制造业总产值的增长,预计产业规模还有数量级的提升空间。行业的发展逻辑和趋势。行业的发展逻辑和趋势。随着 2009 年来美欧底层专利的陆续失效,我国 3D 打印技术实力持续提升,国产替代稳步推进。从产业链着手,当前行业上中游各环节的技术路线多样,金属路线

5、占据重要地位,近五年进入发展加速期,未来空间广阔。从趋势看,设备商为增强行业竞争力,有向上游(原材料、软件、扫描仪等)一体化布局趋势;“空天需求”或是我国“十四五”期间行业发展的主推力,医疗/齿科、模具有望贡献可观增量。风险因素:风险因素:下游装备批产不及预期;行业出现变革性技术;研发进度不及预期;行业竞争加剧。投资策略投资策略:当前我国 3D 打印行业渗透率不到 0.1%,仍处于产业化早期,未来有望成长为千亿级别行业(假设渗透率 3%-5%),市场规模或保持快速增长。“空天需求”或是“十四五”期间行业发展的主推力,医疗/齿科、模具有望贡献可观增量。考虑到现在行业集中度相对较低,当前建议跟踪产

6、业化进程,关注产业链公司业绩情况,优先选择一体化布局的设备厂商,把握行业增长和龙头扩张机遇。建议关注作为 3D 打印龙头、优享行业红利的铂力特;金属&高分子两轮驱动,成长性值得期待的华曙高科,为满足日益旺盛的下游需求,两公司均有大规模扩产计划,有望享受行业 0-1 的成长红利。此外还可关注上游原材料、振镜、扫描仪环节等企业。重点公司盈利预测、估值及投资评级重点公司盈利预测、估值及投资评级 简称简称 代码代码 收盘价收盘价(元)(元)EPS(元)(元)PE 评级评级 21A 22E 23E 21A 22E 23E 铂力特 688333.SH 153.65(0.47)0.62 2.41-206.6

7、 64.0-资料来源:Wind 一致预期,中信证券研究部 注:1)股价为 2023 年 3 月 3 日收盘价;2)公司盈利预测为 Wind 90 天一致预期 3D打印打印行业行业 评级评级 强于大市(首次)强于大市(首次)3D 打印行业深度报告打印行业深度报告2023.3.4 请务必阅读正文之后的免责条款和声明 2 目录目录 投资聚焦投资聚焦 .5 报告亮点.5 投资逻辑.5 概览:变革性生产技术,产业化稳步推进概览:变革性生产技术,产业化稳步推进.6 产业链:中游设备商为核心,一体化布局为趋势产业链:中游设备商为核心,一体化布局为趋势.12 产业链:行业集中度较高,整体规模增速加快.12 上

8、游:以原材料为核心,产业化快速发展.15 中游:以专业设备商为主,金属打印快速发展.19 下游:空天下游:空天&医疗医疗&模具需求旺盛,推动产业化加速模具需求旺盛,推动产业化加速.24 航空航天:军民两旺,推动 3D 打印产品需求.25 医疗/齿科:渗透率上行叠加国产替代,扬帆千亿蓝海市场.28 模具:随形冷却水道加速优质模具生产,潜在应用规模可观.30 风险因素风险因素 .32 投资逻辑:关注一体化布局的设备商投资逻辑:关注一体化布局的设备商.32 铂力特:3D 打印龙头,优享产业红利.32 华曙高科:金属&高分子两轮驱动,成长性值得期待.34 插图目录插图目录 图 1:增材制造基本流程与原

9、理.6 图 2:增材制造发展历程.6 图 3:增材制造原理与传统制造原理对比.7 图 4:3D 打印晶型网格复杂结构.8 图 5:波音公司采用 3D 打印技术可有效优化零件结构.8 图 6:不同原材料价格差异较大(万元/吨).8 图 7:不同制造方式的原材料利用率(克,%).8 图 8:钛排气装置传统制造与增材制造效率分析.9 图 9:汽车钛排气管.9 图 10:EOS 产品单价(万元/台).9 图 11:3D System 下游客户主要是行业头部企业.9 图 12:多家下游应用和相关领域巨头进入增材制造.11 图 13:铂力特产品设备单价呈逐年递减趋势.11 图 14:增材制造原料供应商数量

10、(个).11 图 15:增材制造原材料种类(个).11 图 16:SLM Solutions 推出的 3D 打印机,生产直径达 1.8 米.12 图 17:增材制造产业链及相关公司一览.12 图 18:2019-2021 年全球增材制造投融资项目数量(个).14 8XeZeUfVeZeZcWaYaQaO6MsQnNtRsRkPmMoNlOrRqO8OnNzQxNnOtOvPsPnM 3D 打印行业深度报告打印行业深度报告2023.3.4 请务必阅读正文之后的免责条款和声明 3 图 19:2021 年全球增材制造各轮次融资项目数量(个).14 图 20:2011-2021 全球 3D 打印产值(

11、亿美元).14 图 21:2021-2030E 全球 3D 打印产值(亿美元).14 图 22:2018-2024E 中国增材制造产业规模(亿元).15 图 23:中国增材制造行业专利授权量(件).15 图 24:2011-2021 全球增材制造原材料产值(亿美元).16 图 25:2021 年全球范围增材制造原材料销额占比(%).16 图 26:2015-2021 全球范围增材制造原材料销额占比(%).16 图 27:原材料厂商占比变化(%).16 图 28:3D 打印金属粉末数量快速增长(个).17 图 29:2009-2021 年金属粉末销额及增速(亿美元,%).17 图 30:2021

12、 年我国 3D 打印原材料产值、产量和结构情况.17 图 31:三维扫描仪主要分类.18 图 32:全球三维扫描仪市场规模.18 图 33:全球工业级增材制造设备销售数量.20 图 34:全球工业级增材制造设备企业数量(个).20 图 35:全球金属级增材制造设备销售数量(台).20 图 36:金属增材制造设备技术壁垒高,单位价值量远高于平均.20 图 37:截至 2021 年底,全球工业级 3D 打印设备装机量分布格局.21 图 38:2021 年全球 3D 打印系统销量(包含辅助设备)市场竞争格局.21 图 39:3D 打印设备区域市场份额变动.22 图 40:我国企业快速发展,营收持续增

13、长(百万元).22 图 41:中国 3D 打印设备&技术相关专利(个).22 图 42:2021 年铂力特与 EOS 增材制造设备国内单价(万元).22 图 43:3D 打印设备市场竞争格局情况(2021 年).23 图 44:铂力特和华曙高科营收稳步增长.23 图 45:我国 3D 打印厂商格局(2021 年).23 图 46:3D 打印设备串联多个环节,设备制造要求较高的中上游协同性.24 图 47:2021 年增材制造下游应用领域结构.24 图 48:2021 年我国增材制造产品打印应用领域集中于航空航天.24 图 49:各类别航空发动机平均单价(亿元).25 图 50:采用增材技术制造

14、的 GE LEAP 发动机喷嘴和涡轮中心框架.25 图 51:增材制造在航空航天领域的渗透率稳步提升.26 图 52:我国装备支出占比稳步提升.26 图 53:2021 年中美俄军机保有量(架).26 图 54:航空发动机市场空间广阔(亿元).27 图 55:“翼龙无人机”广泛采用 3D 打印技术.27 图 56:我国无人机市场规模.27 图 57:谷神星一号前四次发射.28 图 58:我国商业航天市场规模.28 图 59:增材制造在齿科领域的应用.28 图 60:全球口腔医疗市场规模及其预测(亿美元).29 图 61:增材制造在口腔领域的市场规模.29 图 62:口腔人均消费支出(元)(20

15、20).29 图 63:每百万人中口腔医生人数(人)(2020).29 图 64:中国口腔医疗机构数量.30 3D 打印行业深度报告打印行业深度报告2023.3.4 请务必阅读正文之后的免责条款和声明 4 图 65:中国口腔医疗市场规模(亿元).30 图 66:模具制造流程复杂.30 图 67:百事可乐使用 3D 打印包装瓶模具.30 图 68:3D 打印随形冷却水道.31 图 69:宝马在发动机模具制造上使用 3D 打印技术.31 图 70:中国模具市场规模整体稳定.31 图 71:模具应用主要集中在汽车和电子领域.31 图 72:公司 2017-2022Q3 营收、归母利润及对应增速.33

16、 图 73:公司各业务线营收情况(百万元).33 图 74:公司定制化产品生产所需情况(含预测)(万小时).34 图 75:公司 2017-2021 年设备产能、实际工时和产能利用率.34 图 76:公司 1-4 期项目设备、设备制造、原材料产能.34 图 77:公司 2019-2022Q3 营收、归母利润及对应增速.35 图 78:公司航空航天业务快速增长及增速.35 图 79:公司 2019-2021 年设备、原材料产量和产能利用率.35 图 80:公司航空航天业务快速增长及增速.35 表格目录表格目录 表 1:增材制造与传统制造模式对比.7 表 2:3D 打印金属粉末参考指标.10 表

17、3:3D 打印技术对应最小壁厚.10 表 4:国内外增材制造设备龙头厂商可打印最大尺寸设备一览.10 表 5:各国发布支持增材制造产业发展政策.13 表 6:增材制造原材料主要类别及特点.15 表 7:全球主要增材制造原材料生产商及其概况.18 表 8:全球主要 3D 打印扫描仪生产商及其概况.19 表 9:增材制造主流技术一览.19 表 10:头部 3D 打印企业创立时间、地区和主要业务.21 3D 打印行业深度报告打印行业深度报告2023.3.4 请务必阅读正文之后的免责条款和声明 5 投资聚焦投资聚焦 报告亮点报告亮点 为什么此时关注为什么此时关注 3D 打印行业?打印行业?当前市场对于

18、 3D 打印的认知,更多的是处于“概念”层面,对其实际应用、产业化进展和相关行业公司并无深入认知。然而随着 2009 年以来底层技术专利的陆续失效,我国 3D 产业迎来高速发展期。根据中国增材制造产业联盟数据,2022 年行业产值有望达 330 亿元,过去十年 30 倍增长,细分领域诞生了多个龙头/独角兽。从应用领域看,当前我国下游需求主要来自“十四五”规划重点提及的航空航天,此外医疗/齿科、模具场景应用也在快速增长,我们预计下游需求有望展现出持续性,业内龙头有望率先受益。3D 打印行业规模有多大?打印行业规模有多大?3D 打印行业经过近四十年发展,在全球/我国已成为 1000亿元/200 亿

19、元量级的产业,可以应用在航空航天、医疗、汽车、能源等各个行业。但在技术、成本等因素的约束下,当前其制造业渗透率不足 0.1%,仍处于产业化前期。未来随着产业供需两端因子持续改善,渗透率有望提升至 3%-5%,叠加制造业总产值的增长,预计产业规模还有 1 个数量级以上的提升空间。本本研报主要的逻辑和内容?研报主要的逻辑和内容?本篇报告首先梳理并分析行业的发展历史、限制因子以及边际改善,指出随着底层专利的陆续失效,近十年行业将迎来黄金发展周期。接着从产业链着手,深入分析了当前行业上中游各环节的技术路线、市场规模以及行业格局,并认为金属路线未来空间广阔,设备商有向上一体化趋势。然后结合下游催化(空天

20、、医疗、汽车),我们认为我国 3D 打印在“十四五”期间有望快速发展。最后是行业龙头的关注逻辑。为什么关注铂力特和华曙高科?为什么关注铂力特和华曙高科?铂力特(金属路线)和华曙高科(金属+非金属路线)是我国 3D 打印设备龙头,且向上游(原材料、软件)一体化布局较为前瞻和成功,行业竞争力较强。下游客户主要是航空航天,随着“十四五”期间相关预研装备的陆续批产,业绩有望展现出较强的成长属性。为满足日益旺盛的下游需求,两公司均有大规模扩产计划,有望享受行业 0-1 的成长红利,建议关注。投资投资逻辑逻辑 行业低渗透率,处于配置窗口期。行业低渗透率,处于配置窗口期。增材制造具有逐层打印、快速成型、高利

21、用率的特点,属于变革性技术,是传统制造的有力补充。按产值口径,当前我国行业渗透率不到 0.1%,未来有望成长为大千亿级别行业(假设渗透率 3%-5%)。产业链环节较多,优先关注一体化布局的设备厂商产业链环节较多,优先关注一体化布局的设备厂商。一体化厂商高技术壁垒、业务边界较宽、业绩持续放量概率较大。(1)从业绩弹性而言,设备商、原材料商弹性最高,其他环节企业大多并非专注于 3D 行业,营收结构不够纯粹;(2)从技术壁垒而言,设备环节高于原材料。且设备商可制造设备专用原材料,提高打印产品参数,进而提高行业竞争力;(3)从营收空间而言,设备企业收入规模一般高于原材料,且设备商可以提供产品打印服务,

22、扩容业务空间。其次可关注业务收入主要来自其次可关注业务收入主要来自 3D 打印行业打印行业上游上游的原材料、扫描仪的原材料、扫描仪、振镜、振镜等环节等环节的的较较小市值小市值细分龙头细分龙头企业企业。3D 打印行业深度报告打印行业深度报告2023.3.4 请务必阅读正文之后的免责条款和声明 6 概览概览:变革性生产技术,产业化稳步推进变革性生产技术,产业化稳步推进 变革变革性制造技术,应用于多个领域性制造技术,应用于多个领域。增材制造,通常俗称为 3D 打印,定义为以数字模型文件为基础,通过软件与数控系统将专用的金属材料、非金属材料以及医用生物材料,利用软件进行设计和优化,通过专用的打印设备按

23、照挤压、烧结、熔融、光固化、喷射等方式逐层堆积,制造出实体物品的制造技术。增材制造核心设备为 3D 打印机,目前增材制造在工业中常被用于航空航天、医疗、模具、汽车等领域的特殊零部件制造。图 1:增材制造基本流程与原理 资料来源:长三角激光联盟,中信证券研究部 增材制造理念历史悠久,产业化历程相对短暂增材制造理念历史悠久,产业化历程相对短暂增材制造并不是一个全新概念,早在19 世纪末期美国和法国就有了关于使用层合方法生成地图模型的方法,但都停留在图纸层面。1986 年 3D Systems 成立,标志着 3D 打印进入产业化。1995 年德国 Fraunhofer激光技术研究所(ILT)推出 S

24、LM 技术,激光技术开始被应用于增材制造并逐步普及。整体来看我国增材制造产业化相对短暂,但随着美欧的 3D 打印底层技术专利在 2009-2015年陆续到期,我国增材制造市场开始进入发展快车道。根据中国增材制造产业联盟,2022 年我国 3D 打印市场规模有望达到 330 亿元,实现十年 30 倍涨幅。图 2:增材制造发展历程 资料来源:中国增材制造产业联盟,沃勒夫,各公司官网,中信证券研究部 3D 打印行业深度报告打印行业深度报告2023.3.4 请务必阅读正文之后的免责条款和声明 7 增材制造使用材料逐步累加形成需要产品,和传统制造拥有本质区别增材制造使用材料逐步累加形成需要产品,和传统制

25、造拥有本质区别。增材制造与传统制造的最大差别在于传统制造使用车、铣、刨、磨、钻等工具依靠机械外力实现多余材料去除,或者直接使用铸造和锻造工艺实现产品制造与加工,而增材制造则是使材料逐层累加形成需要的形状。原理上的本质差异使得增材制造和传统制造在原料使用、技术设备、应用领域方面均有一定差异。图 3:增材制造原理与传统制造原理对比 资料来源:搜狐科技,中信证券研究部 表 1:增材制造与传统制造模式对比 传统减材制造传统减材制造 增材制造增材制造 原材料原材料 按产品需求决定,通常成本较低;通常原料利用率较低 根据不同增材制造技术需采用特定原材料,成本较高;原材料利用率高 制造工艺制造工艺 零部件通

26、过切割、焊接等技术完成,复杂零件通常由零到整拼接完成 可实现复杂零件的一次成型,且精度较高,通常工业级3D 打印可以实现 10-20 微米层厚的打印需求 制造成本制造成本 从原料和设备维度来看成本较低,但原料利用率和高难度零部件制造上成本较高 需要使用特定原料,相对成本较高;但高原料利用率和高精度在特定领域相对成本较低 制造设备制造设备 设备普适性强,同一领域可通用 需要按照不同需求进行定制化生产 制造周期与效率制造周期与效率 全周期较长,效率较低 设计验证周期相对较短,效率较高 产品尺寸产品尺寸 可适用于几乎所有工业产品尺寸 当前主要集中在高端制造领域,且主要应用于小型微米到米级的零部件制造

27、,无法制造大型零件 应用领域应用领域 普适性强,应用广泛,制造业的基石 可应用领域相对较窄,但潜在应用领域多,边际市场空间广阔。资料来源:铂力特招股书,中信证券研究部 3D 打印打印在特定条件下可实现降本提效,优势显著。在特定条件下可实现降本提效,优势显著。增材制造和传统制造的本质区别决定了增材制造在部分领域拥有一定优势。整体来看,增材制造软件建模、快速成形、逐层堆积等特点决定了增材制造拥有以下优势:1)生产结构复杂的高性能产品,依托轻量化降低全生命周期成本。生产结构复杂的高性能产品,依托轻量化降低全生命周期成本。增材制造可以实现复杂零部件一次成型,同时也能够优化零部件结构,实现轻量化,进而实

28、现降本。以波音公司生产的 787 梦想客机为例,由于波音 787 采用了金属纤维机身和机翼,因此需要较多的合金。每架约花费 2.65 亿美元的波音 787 中,钛合金部件的成本大概在 1700 万美元,而通过 Norsk Titanium 的 3D 金属打印技术,3D 打印行业深度报告打印行业深度报告2023.3.4 请务必阅读正文之后的免责条款和声明 8 这一部分的成本将有所降低。据 Norsk Titanium 估计,3D 打印钛合金部件可以为每架飞机节省 200-300 万美元制造成本,以及后续轻量化带来的油耗降低。图 4:3D 打印晶型网格复杂结构 图 5:波音公司采用 3D 打印技术

29、可有效优化零件结构 资料来源:Auto Desk 官网,中信证券研究部 资料来源:Boeing 官网,中信证券研究部 2)高原材料利用率,降低核心零部件制造成本。高原材料利用率,降低核心零部件制造成本。不同原材料价格差异较大。某些应用领域的原材料价格昂贵。比如钛合金,传统钛基材料达到了 9.8 万元/吨,价格已是高昂;而根据 Wohlers,2021 年 3D 打印的钛基材料达到了 36.3 万元/吨,同比增长 200%以上。3D 打印逐层堆叠的特点可以减少原材料的浪费,较大程度提升了原料利用率,从而降低核心零部件的制造成本。图 6:不同原材料价格差异较大(万元/吨)图 7:不同制造方式的原材

30、料利用率(克,%)资料来源:Wohlers Associates,Wind,中信证券研究部 资料来源:Safran 集团,中信证券研究部 3)增材制造可以缩短“设计增材制造可以缩短“设计-验证验证-生产”全流程周期,提高产品制造效率。生产”全流程周期,提高产品制造效率。传统制造模式中产品设计验证需要经历大量的定型前产品试制,不断对产品进行改进,最终实现定型。增材制造技术能够使用建模软件进行产品的优化设计,并且可以实现产品的快速制造,以钛排气装置为例,根据 3D Systems,增材制造可以实现装置的整合式设计与制作,产品设计时间从 6 周缩短到 6 天,零部件数量从20 个降低到 1 个,此外

31、生产时间也仅为之前的 1/4,大大缩短了流程周期,提高制造效率。36.39.87.41.98.81.7 055403D打印 传统材料 3D打印 传统材料 3D打印 传统材料钛基铝基不锈钢0%10%20%30%40%50%60%70%020040060080010001200传统制造(减材制造)铸造(等材制造)增材制造原料用量零件重量原料利用率(右轴)3D 打印行业深度报告打印行业深度报告2023.3.4 请务必阅读正文之后的免责条款和声明 9 图 8:钛排气装置传统制造与增材制造效率分析 图 9:汽车钛排气管 资料来源:3D SYSTEMS 官网,中信证券研究部 资料来源

32、:3D SYSTEMS 官网,中信证券研究部 多种限制因素多种限制因素,阻碍,阻碍增材产业化发展。增材产业化发展。虽然技术在发展历程中不断迭代,但增材制造的本质仍是对材料进行不同方式的熔融后逐层堆积形成产品,这个过程实际上对原材料、设备都提出了不同于传统制造的各种要求,包括:1)增材制造方案整体成本较高,目前以低价格敏感度领域为主。增材制造方案整体成本较高,目前以低价格敏感度领域为主。增材制造作为新兴行业,市场化历程短暂,设备相对传统设备结构复杂,原材料、生产工艺等相对传统制造也要求更高,所以增材制造方案整体成本相对较高,下游客户也主要集中在各应用领域实力雄厚的头部厂商。故目前仍以低价格敏感度

33、的航空航天、医疗等领域为主。图 10:EOS 产品单价(万元/台)图 11:3D System 下游客户主要是行业头部企业 资料来源:Wohlers Associates Wohlers Report 2022,中信证券研究部 资料来源:3D Systems 官网,中信证券研究部 2)原材料种类有限,约束产品生产范围。原材料种类有限,约束产品生产范围。为了保证原材料能够完成较好的熔融烧结并逐层堆积,3D 打印使用的粉末有特殊性质要求,粉末的含氧量、流动性、粒度等都有不同要求,使得新材料的研发成本较高,原材料范围有限。整体来看,在产业化发展起步时期增材制造的新型材料应用周期较长,限制了 3D 打

34、印技术在部分细分领域/场景的应用。00500600700800900M280M290M400P110P396 3D 打印行业深度报告打印行业深度报告2023.3.4 请务必阅读正文之后的免责条款和声明 10 表 2:3D 打印金属粉末参考指标 指标名称指标名称 标准标准 影响因素影响因素 含氧量 1500ppm 以下,航空航天高精尖要求 500ppm 以下 工件致密性及力学性能 粒度分布 1553m(激光,细粉),53105m(等离子束,粗粉)流动性 球形度 金属粉末颗粒接近球体的程度,越高越好 流动性 资料来源:广州 3D 打印中心官网,中信证券研究部 3)打印尺寸受技

35、术限制,微型打印尺寸受技术限制,微型/大型零件制造难度较高。大型零件制造难度较高。通常 3D 打印最大一次性成型尺寸取决于打印机的打印空间大小,而最小尺寸则取决于可打印的最小壁厚。当前 3D 打印设备的尺寸通常处于毫米级到米级,尺寸局限相对传统制造较大。表 3:3D 打印技术对应最小壁厚 壁厚情壁厚情况况 打印打印技术技术类类型型 最小壁厚最小壁厚 非支撑性壁厚 FDM 1mm 以上 SLA 1mm 以上 SLS 0.8mm 以上 SLM 2mm 以上 支撑性壁厚 FDM 0.8mm 以上 SLA 0.5mm 以上 SLS 0.6mm 以上 SLM 2mm 以上 资料来源:齐思印 3D 打印微

36、信公众号,中信证券研究部 表 4:国内外增材制造设备龙头厂商可打印最大尺寸设备一览 所属公司所属公司 型号型号 打印尺寸打印尺寸(mm)打印技术打印技术 铂力特 BLT-C1000 1500*1000*1000 DED 先临三维 EP-A800 800*800*450 VPP 3D Systems ProX 950 1500*750*550 VPP Stratasys Objet1000 Plus 1000*800*500 MJT SLM Solutions NXG XII 600 600*600*600 PBF EOS P810 700*380*380 PBF 资料来源:Wohlers As

37、sociatesWohlers Report 2022,中信证券研究部 前期抑制因素有所改善,产业化有望加速。前期抑制因素有所改善,产业化有望加速。受制于上述因素,前期 3D 打印的可应用领域相对较窄,下游客户需求较低,通用化进程较慢。但随着技术持续突破和产业政策引导,前期因素得到改善,3D 打印产业化有望加速。1)研发投入叠加下游需求催生规模化,产业链全环节持续降本。)研发投入叠加下游需求催生规模化,产业链全环节持续降本。随着美欧的 3D 打印底层技术专利在 2009-2015 年陆续到期,我国增材制造产业在研发领域障碍消除,研发投入得以提升。叠加部分领域对零件制造的工艺精度、技术难度和全流

38、程成本要求的提高,增材制造快速成型、提升生产效率的特点不断被发掘,增材制造产业化深入,中下游厂商开始向上拓展。GE、HP 等下游应用公司纷纷布局 3D 打印产业,巴斯夫、杜邦等企业进入原材料领域,研发投入和市场规模效应显现使得产业链各环节降本显著。3D 打印行业深度报告打印行业深度报告2023.3.4 请务必阅读正文之后的免责条款和声明 11 图 12:多家下游应用和相关领域巨头进入增材制造 图 13:铂力特产品设备单价呈逐年递减趋势 资料来源:南极熊 3D 打印微信公众号,中信证券研究部 资料来源:铂力特招股书,中信证券研究部 2)原材料持续丰富,助力设备端发展。)原材料持续丰富,助力设备端

39、发展。随着增材制造产业化的推进,原材料和中下游的紧密联系使得中游设备制造厂商和下游应用厂商均开始布局原材料领域。增材制造原料供应商逐年增长,2017 年到 2021 年从 98 家增长到 230 家,4 年 CAGR29%。而随着供应商增加和研发投入增长,原材料种类也愈发丰富。2021 年全球增材制造原材料种类超过 2800 种,四年 CAGR 达 38%。图 14:增材制造原料供应商数量(个)图 15:增材制造原材料种类(个)资料来源:Senvol,中信证券研究部 资料来源:Senvol,中信证券研究部 3)最大尺寸持续突破,应用范围有效扩宽。)最大尺寸持续突破,应用范围有效扩宽。随着工业技

40、术的不断进步和在增材制造技术产业化领域的不断投入,3D 打印的设备性能不断提升,打印尺寸也在不断增大。SLM Solution 于 2022 年推出 3 x 1.2 x 1.2 米的超大尺寸粉末床激光熔融金属 3D 打印机,可生产直径 1.8m、高 1.6m 的圆柱形零件或是 3m*1.2m*1.2m 的长形零件。0500300350S200 系列S300 系列205002002020280008201920202021陶瓷复合物金属高分子聚

41、合物沙蜡 3D 打印行业深度报告打印行业深度报告2023.3.4 请务必阅读正文之后的免责条款和声明 12 图 16:SLM Solutions 推出的 3D 打印机,生产直径达 1.8 米 资料来源:SLM Solutions 官网 产业链:中游设备商为核心,一体化布局为趋势产业链:中游设备商为核心,一体化布局为趋势 产业链:行业集中度较高,整体规模增速加快产业链:行业集中度较高,整体规模增速加快 产业链以产业链以中游设备商为核心,中游设备商为核心,厂商丰富。厂商丰富。市场化需求衍生出完整产业链,增材制造以技术为关键,设备为核心,产品为最终体现形式,整体产业链可以分为上中下游。图 17:增材

42、制造产业链及相关公司一览 资料来源:各公司公告,中信证券研究部 上游:上游:上游领域主要是生产所需原材料和增材制造设备的核心硬件和辅助设备。1)原材料主要为金属粉末和非金属材料,是上游领域的核心,主要厂商有Stratasys、Solvay、3D Systems、铂力特、华曙高科、中航迈特、有研粉材;3D 打印行业深度报告打印行业深度报告2023.3.4 请务必阅读正文之后的免责条款和声明 13 2)硬件为核心的激光器、振镜系统和引擎,主要厂商有 IPG、ROFIN、大族激光、武汉锐科、创鑫激光、Scanlab、金橙子、德州仪器等;3)辅助设备主要包括 3D 建模软件和扫描仪,主要厂商有 3D

43、Systems、Artec 3D、华曙高科、铂力特、中望 3D、先临三维、思看科技等。中游:中游:中游为 3D 打印设备商和打印服务商,以设备商为主。中游设备商是 3D 打印产业链的核心。设备按照原材料类别可分为金属打印和非金属打印,金属领域的主要厂商有 EOS、SLM Solutions、铂力特、华曙高科、易加三维等。非金属领域的主要厂商有3D Systems、BASF、Dupont、华曙高科、联泰等。下游:下游:下游为 3D 打印产业各应用领域,当前以航空航天、医疗和模具为主。近年随着中下游应用商不断向上布局,下游需求引导对增材制造的助推作用显著。主要厂商有航空航天的波音、通用电气、霍尼韦

44、尔、赛峰集团、中航工业等,汽车领域的一汽大众、宝马等,医疗领域的爱尔创、时代天使,教育领域主要包括国内部分高校以及电子领域的索尼、苹果、尼康等。核心政策支持核心政策支持+产业资本活跃产业资本活跃,推动推动产业化发展。产业化发展。美日欧和我国均对 3D 打印行业高度重视,推出核心政策支持产业化发展。产业资本方面,据南极熊 3D 打印统计,2019-2021 年全球 3D 打印行业投融资项目数量增长迅速,2021 年融资达 142 个。整体来看,3D 打印在政府政策和产业资本关注下,产业化有望进入快车道。表 5:各国发布支持增材制造产业发展政策 发布时间发布时间 发布国家发布国家/地区地区 发布部

45、门发布部门 政策名称政策名称 主要内容主要内容 2009 美国 美国政府 振兴美国制造业框架 美国政府将人工智能、3D 打印、机器人作为重振美国制造业的三大支柱产业,3D 打印是第一个得到政府扶持的产业。2013 欧盟 欧盟理事会、欧洲议会及欧委会 地平线 2020 拟在 7 年时间(2014-2020 年)内投资近 800 亿欧元(约合人民币 6500 亿元),是欧盟有史以来规模最大的科研创新计划,3D 打印为其重点投资领域之一。2014 日本 日本政府 制造业白皮书 日本政府在 2014 年投入 40 亿日元,由经济产业省组织实施“以 3D 打印为核心的制造革命计划”。该计划分为两个主题,

46、“新一代企业级 3D 打印机技术开发”主题以金属材料 3D 打印机为对象,而“超精密 3D 成形系统技术开发”主题以砂模材料 3D 打印机为对象。2015 中国 工信部 国家增材制造产业发展推进计划(2015-2016 年)到 2016 年,初步建立较为完善的增材制造产业体系,整体技术水平保持与国际同步,在航空航天等直接制造领域达到国际先进水平,在国际市场上占有较大的市场份额。2021 中国 市场监管总局 2021 年度实施企业标准“领跑者”重点领域 增材制造行业被纳入 2021 年度实施全业标准“领跑者”重点领域,其中涉及增材制造领域的主要产品为增材制造装备,属于专用设备制造业。资料来源:铂

47、力特招股书,铂力特问询函回复,中信证券研究部 3D 打印行业深度报告打印行业深度报告2023.3.4 请务必阅读正文之后的免责条款和声明 14 图 18:2019-2021 年全球增材制造投融资项目数量(个)图 19:2021 年全球增材制造各轮次融资项目数量(个)资料来源:南极熊 3D 打印网,中信证券研究部 资料来源:南极熊 3D 打印网,中信证券研究部 全球千亿规模仍为起点,全球千亿规模仍为起点,2021-2030 年年 CAGR 有望达有望达 21%。3D 打印行业 2021 年全球规模达 153 亿美元,则折合人民币超千亿(假设美元对人民币汇率为 7),过去 10年行业产值复合增速为

48、 25%。随着入局厂商的持续增加、技术突破推动的成本下行,航空航天、汽车、医药和模具等下游产业需求有望快速增长。根据 Wohlers 预测,2023/2025 年全球增材制造产业有望达 298 亿/853 亿美元,对应人民币约为 2100 亿/6000 亿元,较 2021 年同比增长 95%/458%,对应复合增速为 18%/23%。当前行业仍处于导入期,未来增长动能强劲。图 20:2011-2021 全球 3D 打印产值(亿美元)图 21:2021-2030E 全球 3D 打印产值(亿美元)资料来源:Wohlers AssociatesWohlers Report 2022,中信证券研究部

49、资料来源:Wohlers AssociatesWohlers Report 2022(含预测),中信证券研究部 我国增材制造我国增材制造 2021 年规模达年规模达 262 亿亿元元,仍处于快速发展通道。,仍处于快速发展通道。随着美欧的 3D 打印底层技术专利在 2009-2015 年陆续到期,我国增材制造行业专利授权量快速增长,推升行业景气度提升。叠加政策、要素成本以及下游需求的拉动,我国增材行业近年来实现快速增长。根据中国增材制造产业联盟数据,2022 年我国增材制造产业规模有望达 330亿,2018-2022 年 CAGR 为 28%。根据赛迪咨询数据,2024 年中国 3D 打印市场规

50、模有望突破 500 亿元,相较 2022 年继续提升 50%+。0204060800201920202021国内(个)国外(个)055404550国内国外15334%21%7%20%0%5%10%15%20%25%30%35%40%0204060800180全球3D打印产值(亿美元)YoY(%)0020030040050060070080090020212025E2030E 3D 打印行业深度报告打印行业深度报告2023.3.4 请务必阅读正文之后的免责条款和声明 15 图 22:2018-2024E 中国

51、增材制造产业规模(亿元)图 23:中国增材制造行业专利授权量(件)资料来源:中国增材制造产业联盟,赛迪咨询预测,中信证券研究部 资料来源:智慧芽,中信证券研究部 上游:上游:以以原材料原材料为核心,产业化快速发展为核心,产业化快速发展 上游领域主要涵盖材料、软件和核心硬件上游领域主要涵盖材料、软件和核心硬件,原材料是核心,原材料是核心。由于软硬件复用性较高,因此技术壁垒较低、发展较为成熟,行业增长相对平稳;限制行业发展的主要是用于专用于 3D 打印的原材料。当前增材制造对原材料的性能要求较高,当前全球仅有数千种原材料能用于生产,只有“亿”级的化合物数量的万分之一;且考虑到原材料属于耗材、无法复

52、用,所以从产业发展限制和行业规模而言,原材料均是上游核心。四大原材料路线,金属材料多应用于前沿领域。四大原材料路线,金属材料多应用于前沿领域。整体来看,增材制造原材料可以分为金属/非金属打印,前者主要使用金属粉末,后者主要使用高分子粉末、光敏树脂和非金属丝材等。总体而言,金属材料壁垒最高,产品单价较高,下游应用也多为航空航天、医疗等尖端工业领域。表 6:增材制造原材料主要类别及特点 原材料类别原材料类别 简介简介 特性特性 主要主要应用应用 光敏树脂光敏树脂 在一定波长的紫外光照射下便会立刻引起聚合反应,完成固态化转换 留灰率低、精度高、韧性好成型表面质量较高 汽车、家电、电子消费等领域 高分

53、子粉末高分子粉末 主要包括塑料、树脂、蜡等高分子材料 耐高温、耐腐蚀、阻燃性和力学性能好 航空航天、汽车 丝材丝材 与粉材相对,原始形状为丝状 相对粉材来说加工难度更小,但在金属材料中应用较少 航空航天、消费电子等领域 金属粉末金属粉末 包含多种合金,如钛合金、不锈钢等 强度高、耐腐蚀性能好、耐热性高、机械性能优异 航空航天、医疗、汽车等 资料来源:Wohlers Associates,中信证券研究部 原材料市场规模接近原材料市场规模接近 200 亿亿元元,非金属材料占据主导。,非金属材料占据主导。根据 Wohlers Associates,全球增材制造原材料规模快速发展,2021 年产值超过

54、 25 亿美元,2016-2021 年 CAGR为 24%。分类别来看,高分子粉末/光敏树脂/丝材/金属粉末分别占比 35%/25%/20%/18%,以高分子粉末为代表的非金属材料占据市场主导。50026%26%24%22%0%5%10%15%20%25%30%35%0050060020021 2022E 2023E 2024E中国3D打印产业规模(亿元)YoY(%)020004000600080004000 3D 打印行业深度报告打印行业深度报告2023.3.4 请务必阅读正文之后的免责条款和声明 16 图 24:2011-2

55、021 全球增材制造原材料产值(亿美元)图 25:2021 年全球范围增材制造原材料销额占比(%)资料来源:Wohlers Associates Wohlers Report 2022,中信证券研究部 资料来源:Wohlers AssociatesWohlers Report 2022,中信证券研究部 高分子、金属材料占比持续提升;高壁垒之下,金属材料厂商占比有所下行。高分子、金属材料占比持续提升;高壁垒之下,金属材料厂商占比有所下行。由于由于光敏树脂和丝材主要应用在消费级打印,高分子和金属材料主要用于工业级打印,所以工业级产业化快速发展的背景下,下游需求推动高分子粉末和金属材料销额占比持续提

56、升,2021 年高分子粉末/金属粉末销额占比为 35%/18%,相较 2015 年提升 11%/7%。此外,考虑到金属增材制造通常应用于精度要求和工艺要求更高的领域(航天航天、医疗等),技术壁垒要求更高,客户也主要集中在行业龙头。因此行业新进入厂商通常选择壁垒相对较低的高分子材料,金属材料厂商占比呈现一定程度下行趋势,2021 年金属厂商占比 48%,同比下行 5pcts。图 26:2015-2021 全球范围增材制造原材料销额占比(%)图 27:原材料厂商占比变化(%)资料来源:Wohlers Associates Wohlers Report 2022,中信证券研究部 资料来源:Wohle

57、rs Associates Wohlers Report 2022,中信证券研究部 技术突破推动技术突破推动金属金属材料发展,下游产业有望接近千亿材料发展,下游产业有望接近千亿。金属 3D 打印对粉末材料的要求高于传统冶金粉末,在粉末球形度、松装密度、化学成分及粒度分布,要求更为严格,因此早期金属粉末市场规模较小。随着厂商研发投入持续增加,金属材料技术迎来突破,金属牌号不断丰富,2021 年铝/镍/钢/钛产品数量相较 2017 年翻倍。2021 年,全球 3D打印金属粉末销额超 4.7 亿美元,5 年 CAGR 达 30%。考虑到金属材料在先进制造中的26 26%32%28%10%23%0%5

58、%10%15%20%25%30%35%051015202530增材制造原材料产值(亿美元)yoy25%35%20%18%2%光敏树脂高分子粉末丝材金属粉末其他43%39%36%33%32%30%25%24%25%26%27%28%30%35%21%20%20%21%21%20%20%11%14%16%17%17%18%18%0%10%20%30%40%50%60%70%80%90%100%200021光敏树脂高分子粉末丝材金属粉末47%17%36%51%11%37%0%10%20%30%40%50%60%高分子材料金属材料两者均生产20202021

59、3D 打印行业深度报告打印行业深度报告2023.3.4 请务必阅读正文之后的免责条款和声明 17 广泛应用,金属 3D 打印未来增长空间广阔。根据 IDTech 数据,2025 年金属 3D 打印市场有望达到 180 亿美元,折合人民币超千亿元(假设美元兑人民币汇率为 7)从而给上游原材料发展带来强力支撑。图 28:3D 打印金属粉末数量快速增长(个)图 29:2009-2021 年金属粉末销额及增速(亿美元,%)资料来源:Wohlers AssociatesWohlers Report 2022,中信证券研究部 资料来源:Wohlers AssociatesWohlers Report 20

60、22,中信证券研究部 我国同样以非金属材料为主导,但金属材料占比明显高于世界平均。我国同样以非金属材料为主导,但金属材料占比明显高于世界平均。考虑到非金属打印在桌面级打印中的广泛应用,以及我国在全球桌面级应用的 Tier1 地位,叠加高分子材料的快速发展,目前总体来看非金属材料仍占据主导。根据中国增材制造联盟调研数据,2021 年国内 Top50 增材制造企业专用材料营收达到 14.7 亿元(占总营收 90 亿元的16%),其中非金属材料占比为 63%,占据主导;但金属材料占比为 37%,远高于世界平均,系我国工业级应用当前以航空航天为主,对钛合金、铝合金等高性能金属需求较多。图 30:202

61、1 年我国 3D 打印原材料产值、产量和结构情况 资料来源:中国增材制造产业联盟,中信证券研究部 原材料后发追赶,国产替代进程顺利原材料后发追赶,国产替代进程顺利。由于外资占据先发优势,产业化进程较为深入,因此原材料的种类丰富度、产品性能和交付能力(产能建设)上都有一定优势。但497859928992030200400600800720021铝钴铜镍钢钛其他4.7 45%42%28%15%24%0%10%20%30%40%50%60%70%80%90%0.00.5

62、1.01.52.02.53.03.54.04.55.0金属粉末销额(亿美元)yoy 3D 打印行业深度报告打印行业深度报告2023.3.4 请务必阅读正文之后的免责条款和声明 18 近年来,我国增材制造设备商、新材料厂商加强研发投入并取得技术突破,目前基本完成国产替代。中航迈特、铂力特、华曙高科等是国内领先的增材制造原材料供应商。表 7:全球主要增材制造原材料生产商及其概况 原材料产品原材料产品 终端应用终端应用 产能规划(现有产能规划(现有+规划)规划)中航迈特 金属材料+非金属材料 航空航天、汽车、医疗、模具等 华曙高科 非金属材料 航空航天、汽车、医疗、模具等 现有产能 500 吨 铂力

63、特 金属材料 航空航天、汽车、医疗、模具等 现有产能 400 吨,计划产能 800 吨 有研粉材 金属材料 航空航天、汽车、高铁等 光华伟业 非金属材料 医疗 东睦股份 金属材料 汽车、电子等 悦安新材 金属材料 航空航天、汽车、电子、医疗、消费等 万华化学 金属材料+非金属材料 教育、医疗、文创、模型等 威拉里 金属材料 航空航天、核电、模具等 现有产能 1000 吨,计划产能 4000 吨 飞而康 金属材料 航空航天、医疗、模具等 Polymaker 非金属材料 航空航天、汽车、电子、医疗、消费等 产能数千吨(含消费级)EOS 金属材料 航空航天、汽车、电子、医疗、消费等 3D Syste

64、m 金属材料+非金属材料 航空航天、汽车、电子、医疗、消费等 TLS TechNIK 金属材料 航空航天、汽车、电子、医疗、消费等 资料来源:各公司官网,南极熊 3D 打印网,中信证券研究部 注:产能信息截至 2022 年底 3D 扫描仪扫描仪市场超百亿市场超百亿元元,外资主导、本土追赶外资主导、本土追赶。3D 扫描仪又称 3D 抄数机,通过扫描物体表面获得空间坐标,并转换为数字信号,能应用在绘测、建筑、3D 打印等诸多领域。IDC 预测,2023 年全球 3D 扫描仪市场规模有望接近 30 亿美元,5 年 CAGR 达15%。格局方面,海外企业具有先发优势,蔡司等厂商从上世纪 70 年代便有

65、布局,技术相对成熟,在复用属性的帮助下占据 3D 打印扫描仪的主要市场;本土厂商先临三维、思看科技等后发追赶,在齿科扫描等细分领域实现国产替代,并不断拓展,进军海外市场。图 31:三维扫描仪主要分类 图 32:全球三维扫描仪市场规模 资料来源:共研网,中信证券研究部 资料来源:Worldwide 3DScanner Forecast(2020-2023)(含预测,IDC),中信证券研究部 0%5%10%15%20%25%05520021E 2022E 2023E手持式(亿美元)固定式(亿美元)YoY(%)3D 打印行业深度报告打印行业深度报告2023

66、.3.4 请务必阅读正文之后的免责条款和声明 19 表 8:全球主要 3D 打印扫描仪生产商及其概况 创立时间创立时间 国家国家 扫描仪产品扫描仪产品 终端应用终端应用 上市上市/融资情况融资情况 先临三维 2004 年 中国 激光、蓝光扫描仪 医疗/齿科、航天、模具、汽车 北交所 思看科技 2015 年 中国 激光、蓝光扫描仪 汽车、航空航天、轨道交通等 科创板辅导中 知象光电 2014 年 中国 激光、蓝光扫描仪 医疗、3D 打印、工艺品、人体扫描等 亿元 C 轮融资 华朗三维 2006 年 中国 激光、蓝光扫描仪 汽车、医疗、航空航天、电子、模具等 未上市 蔡司 1846 年 德国 激光

67、、蓝光扫描仪 航空航天、模具、汽车、文物修复等 子公司在德交所 GOM 1990 年 德国 汽车、航空航天、轨道交通等 2019 年被蔡司收购 资料来源:各公司官网,南极熊 3D 打印网,中信证券研究部 注:1)各厂商产品大类相同,但具体参数有所区别;2)上市/融资情况截至2023/2/5 中游:中游:以专业设备商为主,金属打印快速发展以专业设备商为主,金属打印快速发展 产业化前期产业化前期技术技术多样,多样,可按原材料分为金属和非金属两类。可按原材料分为金属和非金属两类。3D 打印设备的差异主要由技术路线决定。由于行业仍在产业化早期,应用的技术路线较为丰富,可根据使用原材料、应用领域、制造工

68、艺进行分类。根据增材制造技术委员会发布的国际标准,当前常用的工艺路线有 7 类。基于此,再根据原材料的不同,可分为:金属增材制造:金属增材制造:选择性激光烧结(SLS)、选择性激光融化成型(SLM)、激光金属沉积(LMD)、电子束融化成型(EBM)等;非金属增材制造:非金属增材制造:高分子喷射技术(Polyjet)、立体光固化成型(SLA)、数字光处理(DLP)、熔融堆积成型技术(FDM)和分层实体制造(LOM)。表 9:增材制造主流技术一览 制造类别制造类别 应用领域应用领域 技术名称技术名称 使用原材料使用原材料 材料材料 利用率利用率 工艺特点工艺特点 核心工艺核心工艺 金属 增材制造

69、工业级 SLM(选择性激光熔融)钛合金、高温合金、铜合金、高强钢等 较高 强度高、精度中等、力学性能好 粉末床选区熔化 LMD(激光金属沉积)钛合金等多种金属合金粉末 较高 高精度、高分辨率、速度更快 定向能量沉积 EBM(电子束熔融成型)钛合金、钴合金等 较高 成品强度高、密度高 定向能量沉积 SLS(选择性激光烧结)尼 龙等聚 合物;铁、钛、合金等金属、陶瓷 较高 强度和韧性较高、金属和非金属粉末均可使用 粉末床选区熔化 非金属 增材制造 工业级 SLA(立体光固化成型)光敏聚合物 适中 成品强度和耐热性受限,精度高 光固化成型 Polyjet(高 分子 喷 射技术)树脂 适中 精确率和分

70、辨率高 材料喷射 3DP(三维立体打印)陶瓷、金属、塑料等 适中 成型速度快、但需要较多后处理 粘结剂喷射 非工业级 DLP(数字光处理)液体树脂 适中 成精度较高,但不利于长期保存 光固化成型 FDM(熔融堆积成型技术)工 程 塑 料(PLA、ABS)较高 精度较低、表面有纹理 熔融挤出成型 LOM(分层实体制造)纸、塑料、金属箔片及复合材料等 较低 精度高但抗性较弱、后处理较多 薄材叠层 资料来源:铂力特招股书,中信证券研究部 3D 打印行业深度报告打印行业深度报告2023.3.4 请务必阅读正文之后的免责条款和声明 20 工业级设备销量稳定增长工业级设备销量稳定增长,过去十年,过去十年

71、CAGR 为为 14%。随着产业化的不断推进,工业级增材制造设备发展势头良好,全球工业级增材设备制造企业数稳步提升,2021 年达到266 家,市场规模整体保持较高速度增长,且增速整体不断提升,2021 年设备销售量超过 2.6 万台,10 年 CAGR 达到 14%。图 33:全球工业级增材制造设备销售数量 图 34:全球工业级增材制造设备企业数量(个)资料来源:Wohlers AssociatesWohlers Report 2022,中信证券研究部 注:工业级设备指单价超 5000 美元的产品 资料来源:Wohlers AssociatesWohlers Report 2022,中信证券

72、研究部 金属打印金属打印高壁垒、高价格,近年来高壁垒、高价格,近年来快速发展快速发展。金属增材制造设备作为工业级的重要组成部分,其技术壁垒更高,单位设备价值量远高于平均,且市场规模增长显著 2021 年设备销量超过 2400 台,10 年 CAGR 达到 30%,相比工业级增长更加显著。整体来看,金属增材制造发展迅速,成长性相对较强。图 35:全球金属级增材制造设备销售数量(台)图 36:金属增材制造设备技术壁垒高,单位价值量远高于平均 资料来源:Wohlers AssociatesWohlers Report 2022,中信证券研究部 资料来源:Wohlers Associates Wohl

73、ers Report 2022,中信证券研究部 外资占据主要市场份额,国产替代空间广阔。外资占据主要市场份额,国产替代空间广阔。纵观全球增材制造设备市场格局,从需求端来看,我国增材制造设备装机量占比为 11%,仅次于美国,位居世界第二。但从供给端来看,全球 3D 打印系统市场相对分散,CR5 总份额 41%,且龙头均为外资。整体来看增材制造设备外资实力雄厚,占据主要市场份额,但国内技术快速迭代,本土替代空间广阔。-15%-10%-5%0%5%10%15%20%25%30%35%40%0500000002500030000工业级增材制造设备销售量/台yoy050100150

74、2002503002012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020 2021全球工业级增材制造设备企业数-20%-10%0%10%20%30%40%50%60%70%80%90%0500025003000金属增材制造装备销售量/台yoy10 9 10 10 10 9 55 41 41 47 50 51 002001920202021全球工业级增材制造设备均价(万美元)全球金属增材制造设备均价(万美元)3D 打印行业深度报告打印行业深度报告2023.3.4 请务必阅读正文之后的免责条款和声明

75、 21 图 37:截至 2021 年底,全球工业级 3D 打印设备装机量分布格局 图 38:2021 年全球 3D 打印系统销量(包含辅助设备)市场竞争格局 资料来源:Wohlers Associates Wohlers Report 2022,中信证券研究部 资料来源:Wohlers Associates Wohlers Report 2022,中信证券研究部 技术起源于美技术起源于美国和国和德德国国,海外产业化进程领先。,海外产业化进程领先。3D 打印产业起源美国和德国,海外技术持续领先。由于 3D 打印主要应用在航空航天、医疗等对成本敏感度较低的领域,且海外占据全球大部分制造业高毛利环节

76、,所以 3D 打印设备应用较为广泛,产业龙头主要集中在美国和德国。我国成规模的设备制造商主要有铂力特、华曙高科、鑫精合、易加三维、汉邦科技等;但从整体规模、发展历史、产业领域覆盖等维度对比,同外资仍有一定差距。表 10:头部 3D 打印企业创立时间、地区和主要业务 厂商厂商 成立时间成立时间 国家国家 主要使用技术主要使用技术 原材料原材料 软件软件/扫描仪扫描仪 设备设备 服务服务 3D System 1986 美国 SLS、SLA EOS 1989 德国 SLS、SLA Stratasys 1988 美国 FDM、PolyJet SLM Solution 1996 德国 SLM Mater

77、ialise 1990 比利时 SLS、Polyjet Proto Labs 1999 美国 光聚合、粉末床、材料喷射 华曙高科 2009 中国 SLS、SLA 铂力特 2011 中国 SLM 鑫精合 2015 中国 SLM、LDM 易加三维 2014 中国 SLM、SLS 汉邦科技 2007 中国 SLM 资料来源:Wohlers Associates Wohlers Report 2022,各公司官网,各公司公告,中信证券研究部 我国我国 3D 打印打印快速发展,快速发展,头部企业头部企业营收营收明显增长明显增长。虽然我国增材制造产业化整体起步较慢,但随着我国工业化水平提升,高精度、高难度

78、零件的制造需求日益增加,增材制造在高精尖领域的应用开始得到普及。亚太市场 2021 年增材制造市场份额为 17%,而1988 年-2021 年累计份额仅为 13%,整体销售占比在近几年有明显提升。2019 年-2021年,外资龙头厂商业绩整体呈现下滑趋势,近 2 年营收规模呈现收缩;内资企业虽然整体规模较小但发展较快,铂力特和华曙高科持续保持增长,2021 年较 2019 年增长 71%和 155%,显现出较强的成长性。33%11%9%8%美国中国日本德国韩国意大利英国法国其他12%10%8%6%5%59%StratasysFormlabs3D SystemsMarkforgedETEC其他

79、3D 打印行业深度报告打印行业深度报告2023.3.4 请务必阅读正文之后的免责条款和声明 22 图 39:3D 打印设备区域市场份额变动 图 40:我国企业快速发展,营收持续增长(百万元)资料来源:Wohlers AssociatesWohlers Report 2022,中信证券研究部 注:以色列系美国老牌 3D 打印巨头 Stratasys 被以色列公司收购 资料来源:Wind,中信证券研究部 注:海外企业营收以各自年末美元汇率换算 技术突破叠加技术突破叠加成本优势,国产替代进行时。成本优势,国产替代进行时。随着产业化的不断推进,我国增材制造研发实力不断提升,2021 年专利授权数量达到

80、 1359 个,5 年 CAGR 近 30%,叠加行业下游应用需求的不断增长,国内行业景气度提高,我国 3D 打印产业发展显著。伴随产业化推进,国内设备制造龙头形成规模,国产替代成本优势显现,以铂力特为例,其对标 EOS-M280 的 S300 系列产品,其价格是 M280 的 67%。设备参数相近,设备价格有竞争力,国产替代潜力显著。图 41:中国 3D 打印设备&技术相关专利(个)图 42:2021 年铂力特与 EOS 增材制造设备国内单价(万元)资料来源:智慧芽,中信证券研究部 资料来源:铂力特招股书,中信证券研究部,注:按照 2021 年平均汇率 SLM 和和 SLS 为为当前当前增材

81、制造技术主力。增材制造技术主力。从市场规模来看,归属于金属增材制造的SLS/SLM 两个激光相关技术占比最大,非金属制造技术 FDM 以及 SLA、DLP 次之,共占到了整个市场的 76%。以金属增材制造为核心的激光增材制造技术 SLM 和金属非金属均可应用的 SLS 是当前工业增材制造的主要应用领域和发展方向。0%10%20%30%40%50%60%美国欧洲亚太以色列其他1988-2021年3D打印设备区域市场累计份额2021年3D打印设备区域市场份额71%115%-3%-11%-13%-4%-20%0%20%40%60%80%100%120%140%2019-2021营收增速1359020

82、0400600800016002014 2015 2016 2017 2018 2019 2020 20200250300350400铂力特-S300EOS-M280 3D 打印行业深度报告打印行业深度报告2023.3.4 请务必阅读正文之后的免责条款和声明 23 图 43:3D 打印设备市场竞争格局情况(2021 年)资料来源:Wohlers AssociatesWohlers Report 2022,中信证券研究部 我国增材制造工业级集中度相对较高我国增材制造工业级集中度相对较高,龙头规模快速增长,龙头规模快速增长。我国增材制造设备整体竞争格局仍

83、以外资为主,国内产商主要有创想三维、众维立方、铂力特、华曙高科等厂商。工业领域由于产业起步历程较短,需求以境内为主,因此整体营收规模较小。2021年主要从事工业级增材设备制造的铂力特营收超过 5 亿元,华曙高科超过 3 亿元,其余大多处在 1 亿级别以下,整体集中度较高。铂力特和华曙高科作为龙头,2019-2021 年营收 CAGR 分别为 30%和 47%,增长较为显著。图 44:铂力特和华曙高科营收稳步增长 图 45:我国 3D 打印厂商格局(2021 年)资料来源:Wind,中信证券研究部 资料来源:南极熊 3D 打印微信公众号,中信证券研究部 中上游可协同性较强,一体化趋势显著。中上游

84、可协同性较强,一体化趋势显著。增材制造设备要求与软硬件具有较好协同;除此之外,原材料的使用也和设备的原理、工艺联系紧密,所以在设备研发生产的过程中需要和上游进行较为深度的沟通与协同。因此龙头厂商往往进行一体化布局,提供完整产业链服务。外资以龙头 3D Systems 公司为例,其提供 3D 打印机服务和材料服务,并与 Oqton 深度合作以实现软件和设备的深度结合。国内厂商以 3D 打印龙头铂力特为例,除了提供一站式 3D 打印服务以外,也可以单独进行各类原材料粉末和设备的研发与销售。32%15%15%14%8%5%、3%SLS/SLMFDMSLADLP3DPLMDEBM其他010020030

85、0400500600铂力特营业收入(百万元)华曙高科营业收入(百万元)201920202021 3D 打印行业深度报告打印行业深度报告2023.3.4 请务必阅读正文之后的免责条款和声明 24 图 46:3D 打印设备串联多个环节,设备制造要求较高的中上游协同性 资料来源:物联网世界微信公众号,中信证券研究部 下游下游:空天空天&医疗医疗&模具模具需求需求旺盛旺盛,推动产业化加速推动产业化加速 下游应用领域丰富,航空航天为先导,下游应用领域丰富,航空航天为先导,汽车汽车、模具、模具、医疗等行业需求快速提升医疗等行业需求快速提升。下游应用决定市场需求,根据 Wohlers Report 发布的报

86、告显示,增材制造作为先进技术,整体应用领域集中于对高精度技术要求高且价格非敏感领域,如航空航天、医疗器械、汽车模具。而我国增材制造更集中于航空航天领域,其次是模具制造和生物医疗。图 47:2021 年增材制造下游应用领域结构 图 48:2021 年我国增材制造产品打印应用领域集中于航空航天 资料来源:Wohlers AssociatesWohlers Report 2022,中信证券研究部 资料来源:中国增材制造产业联盟,中信证券研究部 17%16%15%12%11%7%6%5%13%航空航天医疗(齿科)汽车领域消费及电子产品学术科研能源政府/军工建筑其他58%18%10%7%7%航空航天模型

87、制造生物医疗汽车制造其他 3D 打印行业深度报告打印行业深度报告2023.3.4 请务必阅读正文之后的免责条款和声明 25 航空航天航空航天:军民两旺,推动军民两旺,推动 3D 打印产品需求打印产品需求 航空航天领域零部件制造成本较高,航空航天领域零部件制造成本较高,匹配匹配 3D 打印场景打印场景。航空航天作为高精尖领域,整体零部件价值量较高,制造成本也较高。以航空领域的核心部件航空发动机为例,一台发动机由诸多环节组成。发动机成本随着尺寸大小、用途不同而有所变化,但整体造价较高,单台在大千万甚至过亿级别。而火箭以及卫星等航天装备的整体造价亦十分高昂。3D 打印虽然在传统制造业但零部件成本相对

88、较高,但其可通过轻量化、快速制造降低部分小批量尖端产品的制造成本。因此,航空航天领域零部件制造成本较高,匹配当前 3D 打印下游用户画像。图 49:各类别航空发动机平均单价(亿元)资料来源:Flight Global,中信证券研究部 注:军用发动机按发动机占整机价值的 20%/25%估计 增材制造设备能实现复杂零件快速成型和有效降本,匹配航空航天需求。增材制造设备能实现复杂零件快速成型和有效降本,匹配航空航天需求。航空航天的低成本敏感度使得制造成本相比传统制造较高的增材制造在成本端具有相对优势。增材制造逐层打印的特点使其能够制造比传统制造工艺难度更高的零部件,进而优化零部件结构,实现轻量化降本

89、。根据波音发动机制造商赛峰集团,其预计采用 3D 打印制造的零部件,未来可占航空发动机零部件的 25%(当前仅 1%,提升空间广阔)。增材制造能利用产品结构件轻量化的特点实现降本,同航空航天领域匹配度较高。图 50:采用增材技术制造的 GE LEAP 发动机喷嘴和涡轮中心框架 资料来源:GE 官网,武汉啸云 3D 打印网,中信证券研究部 0.00.20.40.60.81.01.21.4 3D 打印行业深度报告打印行业深度报告2023.3.4 请务必阅读正文之后的免责条款和声明 26 航空航天渗透率航空航天渗透率仍处仍处低位,提升空间广阔低位,提升空间广阔。作为目前 3D 打印最主要的应用领域,

90、在全球航空航天市场规模整体保持稳定的情况下,增材制造在航空航天领域的市场规模稳步提升,但渗透率仍处低位。根据 Wohlers Report 2022,2021 年航空航天 3D 打印市场规模达到 25.61 亿美元,同比增长 30%,整体渗透率仅 0.19%,未来提升空间广阔。图 51:增材制造在航空航天领域的渗透率稳步提升 资料来源:Wohlers AssociatesWohlers Report 2022,中信证券研究部 强军目标下强军目标下装备占比提升装备占比提升,军机加速列装驱动军机加速列装驱动航发需求航发需求。强军目标下,军队现代化加速推进,我国装备支出占比持续提升,利好 3D 打印

91、在尖端领域的应用。具体而言,在军用航空装备方面,目前我国军机保有总量在 3200 架左右,美国超过 1.3 万架,俄罗斯近 4200 架;各细分机型也以美国为主导,俄罗斯靠前;我国整体军机保有量较少,机型迭代紧迫性强。在军队装备的快速列装背景下,“十四五”期间我国军用航空装备数量有望持续提升,带动 3D 打印在航空领域的需求提升。图 52:我国装备支出占比稳步提升 图 53:2021 年中美俄军机保有量(架)资料来源:新时代的中国国防,中信证券研究部 资料来源:Flight Global World Air Force 2022,中信证券研究部 航发市场空间广阔,增材制造在航空领域发展可期航发

92、市场空间广阔,增材制造在航空领域发展可期。3D 打印具有轻量化、高原材料利用率等特点,叠加航空零部件小批量的需求特性,其可以更低成本、更快速度制造出复杂结构件,深度匹配航空发动机零部件的场景需求。我国航空发动机市场广阔,根据20260.12%0.15%0.19%0.000%0.020%0.040%0.060%0.080%0.100%0.120%0.140%0.160%0.180%0.200%0501920202021全球航空航天增材制造市场规模(亿美元)全球航空航天市场渗透率(%)4288 33%34%36%37%39%40%41%41%0%5%10%15%20%25%3

93、0%35%40%45%050002500300035004000450050002010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017装备费支出额(亿元)占总军费的比例(%)0336626577444245477945020003000400050006000中国美国俄罗斯 3D 打印行业深度报告打印行业深度报告2023.3.4 请务必阅读正文之后的免责条款和声明 27 中信证券研究部军工组测算,预计至 2040 年,整体市场空间有望达到 2.3 万亿元,民用需求集中在单通道客机和宽

94、体机,军用集中在固定翼战斗机。随着 3D 打印产品在航空发动机的渗透率提升,有望推动产业规模持续放量。图 54:航空发动机市场空间广阔(亿元)资料来源:Flight Global,新时代的中国国防,中信证券研究部测算 无人机市场快速增长,推动无人机市场快速增长,推动 3D 打印产业化打印产业化。作为新兴的航空细分市场,无人机近年在民用还是军用市场均呈快速发展态势。中国无人机市场发展迅速,2021 年市场规模869 亿元,千亿市场突破在即。而无人机要求轻量化、长续航,符合 3D 打印的产品特性。以翼龙无人机为例,其进气风斗、电机冷却管、进气道等 8 个关键零部件均使用 3D 打印,未来应用领域或

95、进一步拓宽。考虑到我国 2023 年无人机市场规模有望达到 1650 亿元,下游的快速增长或有效推动 3D 打印产品的规模化应用。图 55:“翼龙无人机”广泛采用 3D 打印技术 图 56:我国无人机市场规模 资料来源:3D 打印技术参考微信公众号 资料来源:中商产业网(含预测),中信证券研究部 商业航天持续发展,商业航天持续发展,拉动拉动 3D 打印打印行业需求行业需求。我国商业航天稳中有进,根据中商产业网,2021 年我国商业航天市场规模突破 1.26 万亿元,预计 2027 年市场规模将突破 2.34万亿元,保持快速增长。商业航天装备和设施造价较高,建设周期长,且属于小批量应用;3D 打

96、印快速成型、高精度和轻量化降本的特点使其在商业火箭制造领域有较大应用潜力。以“谷神星一号”运载火箭为例,其便采用了 3D 打印的轨姿控发动机。从趋势而65584000200003000400050006000700080009000单通道客机宽体机支线客机固定翼战斗机 军用大飞机直升机其他军用飞机民用军用22628695734787270720021 2022E 2023E工业级无人机市场规模(亿元)消费级无人机市场规模(亿元)3D 打印行业

97、深度报告打印行业深度报告2023.3.4 请务必阅读正文之后的免责条款和声明 28 言,3D 打印在航天领域渗透率有望持续提升,叠加下游航天产业快速发展,3D 打印行业有望持续放量。图 57:谷神星一号前四次发射 图 58:我国商业航天市场规模 资料来源:百家号黑猫飞行 资料来源:中商产业网(含预测),中信证券研究部 医疗医疗/齿科:齿科:渗透率上行叠加国产替代,扬帆千亿蓝海市场渗透率上行叠加国产替代,扬帆千亿蓝海市场 3D 打印多特点适配口腔产品制造,打印多特点适配口腔产品制造,国内国内 3D 打印在打印在医疗领域医疗领域齿科领域应用广泛。齿科领域应用广泛。齿科产品相对细小且复杂,需要根据不

98、同患者的口腔结构定制化;因此 3D 打印可通过结合用户口腔放射成像和软件扫描建立高质量数据模型,快速地制造定制化产品。当前增材制造在齿科领域的应用广泛,大致可分为 4 类:1)3D 扫描;2)牙冠;3)对准器和保持器;4)义齿。图 59:增材制造在齿科领域的应用 资料来源:铂力特招股书,中信证券研究部 口腔市场规模超千亿,口腔市场规模超千亿,3D 打印应用加速打印应用加速。全球口腔医疗市场规模巨大,呈现稳中有进的态势。根据 Precedence Research,2021 年全球口腔医疗市场规模达到 1427 亿美元,预计 2026 年将达到 1948 亿美元,5 年 CAGR 为 6.4%。

99、当前当前 3D 打印在口腔医疗的渗透率相对较低,2020 年渗透率不到 2%,市场规模仅为 19 亿美元。但随着 3D 打印在2338224%25%23%20%0%5%10%15%20%25%30%05000000025000中国商业航天市场规模(亿元)yoy 3D 打印行业深度报告打印行业深度报告2023.3.4 请务必阅读正文之后的免责条款和声明 29 口腔领域的应用成熟以及产业化的推进,口腔增材渗透率持续上升,市场规模加速增长。Stratview 预计 2026 年全球口腔增材市场规模将达到 86 亿美元,6 年 CAGR 为 29%。图 60:全球口腔医疗市场规模

100、及其预测(亿美元)图 61:增材制造在口腔领域的市场规模 资料来源:Precedence Research(含预测),中信证券研究部 资料来源:Stratview(含预测),中信证券研究部 中国齿科领域整体发展水平较中国齿科领域整体发展水平较低,未来发展潜力大。低,未来发展潜力大。我国作为发展中国家,口腔医疗领域的发展相对发达国家相对滞后。艾媒咨询数据显示,2020 年美国每百万人中牙医人数 608 人,而我国仅 175 人,仅为美国的 29%。同时人均口腔消费支出相对发达国家也明显偏低,2020 年美国人均口腔消费支出 2123 元,我国仅 136 元,仅为美国的 6%。随着我国经济水平整体

101、提升,口腔医疗产业拥有较大增长空间。图 62:口腔人均消费支出(元)(2020)图 63:每百万人中口腔医生人数(人)(2020)资料来源:Med Trend,中信证券研究部 资料来源:艾媒咨询2022-2023 年中国口腔医院产业链及消费者需求调查分析报告,中信证券研究部 国内需求稳步提升,市场空间持续扩大。国内需求稳步提升,市场空间持续扩大。随着经济水平的不断提升,医疗支出和医疗保险服务的改善,中国口腔医疗市场持续扩容。根据 Frost&Sullivan 报告(转引自瑞尔集团招股说明书),我国口腔医疗机构数量持续增长,2020 年达到 8.8 万个,预计 2025年可达到约 14.5 万个

102、,5 年 CAGR 达到 11%。规模方面,2021 年中国口腔医疗市场规模接近 1200 亿元,2015-2020 年 CAGR 为 9.6%,预计 2025 年市场规模接近 3000 亿1948 02004006008000020202021 2022E 2023E 2024E 2025E 2026E1924 40860.0%0.5%1.0%1.5%2.0%2.5%3.0%3.5%4.0%4.5%5.0%007080902023E2026E口腔增材制造市场规模(亿美元)渗透率(%)05001000150

103、0200025003000韩国美国日本中国02004006008000中国美国欧洲巴西 3D 打印行业深度报告打印行业深度报告2023.3.4 请务必阅读正文之后的免责条款和声明 30 元,五年 CAGR 为 19.9%,市场增长显著。若假设口腔市场领域 3D 打印的渗透率为 4%(略低于全球平均水平),则 2025 年口腔领域增材制造的市场规模有望达到 120 亿元。图 64:中国口腔医疗机构数量 图 65:中国口腔医疗市场规模(亿元)资料来源:Frost&Sullivan(含预测,转引自瑞尔集团招股说明书),中信证券研究部 资料来源:Frost&Sullivan(含预

104、测,转引自瑞尔集团招股说明书),中信证券研究部 模具:模具:随形冷却水道加速优质模具生产,潜在应用规模可观随形冷却水道加速优质模具生产,潜在应用规模可观 模具模具被称为“为工业之母”被称为“为工业之母”,3D 打印贴合其“多品种,小批量”生产特性打印贴合其“多品种,小批量”生产特性。模具的是用来制作成型物品的工具,是工业生产中重要的中间零部件。模具制造从接收数据到设计到制造需要经历至少 18 个步骤,故模具制造流程相对复杂,并且由于模具通常是针对特殊形状产品制造的模板,制造需求差异大,且一次制作批量少。3D 打印快速设计、快速成型和复杂零部件的制造能力很好地匹配模具制造需求。以百事可乐为例,其

105、生产的可乐包装瓶模具,使用传统制造方法加工前后需要 6 周左右时间,成本为 1 万美元左右。而通过 3D 打印技术,一套完整的模具可在 12 小时内完成,每套模具的成本约为350 美元,与传统金属工具相比,全周期成本降低了近 96%。图 66:模具制造流程复杂 图 67:百事可乐使用 3D 打印包装瓶模具 资料来源:无忧文档模具生产全过程,中信证券研究部 资料来源:模上云小程序 0%2%4%6%8%10%12%02468520202025E中国口腔医疗机构数量(万个)CAGR05000250030003500民营公立 3D 打印行业深度报告打印行业深

106、度报告2023.3.4 请务必阅读正文之后的免责条款和声明 31 随形冷却水道可以大幅提高模具的制造速度,提高产品质量随形冷却水道可以大幅提高模具的制造速度,提高产品质量。模具冷却水路是模具的重要组成,好的模具冷却水路能实现接触表面较好的贴合度,保证表面温度均衡,才能保证制品在冷却过程中变形度较小。传统冷却水路由于制作原理只能为圆柱形直孔,无法完全贴近注塑件表面,而随形冷却水道是一种基于 3D 打印技术的新型模具冷却水路。其完美利用了 3D 打印在复杂的管路和网格结构制造中的优势,可以很好的贴合产品形状,通常使用 3D 打印技术可使制品在冷却过程中降低 15%至 90%的变形度。目前业内诸多厂

107、商已广泛应用随形冷却水道,如宝马利用随形冷却水道制造汽车发动机模具。图 68:3D 打印随形冷却水道 图 69:宝马在发动机模具制造上使用 3D 打印技术 资料来源:中国模具工业协会 资料来源:中国模具工业协会 近年我国模具市场中枢在近年我国模具市场中枢在 3000 亿亿元元,电动汽车大发展有望推动电动汽车大发展有望推动 3D 打印应用起量。打印应用起量。我国模具市场行业规模整体保持稳定,2021 年市场规模为 3028 亿元,过去 5 年整体都维持在 3000 亿元左右。而下游应用汽车和电子产品占比超过 50%,其中汽车占比 34%,是最主要的应用领域,其中在汽车模具领域应用 3D 打印技术

108、较多的是外资龙头厂商,如宝马、奔驰。随着我国新能源车产业链的快速发展,车型不断迭代且内资品牌布局中高端市场,复杂模具生产需求提升,增材制造产品渗透率有望提升,行业需求有望得到进一步拉动。图 70:中国模具市场规模整体稳定 图 71:模具应用主要集中在汽车和电子领域 资料来源:中国模具工业协会,中信证券研究部 资料来源:中国模具工业协会,中信证券研究部 2937 3035 3119 2766 3028-15%-10%-5%0%5%10%15%250026002700280029003000320021中国模具行业市场规模(亿元)yoy34%28%12%

109、9%4%4%9%汽车电子IT家电OA自动化半导体其他 3D 打印行业深度报告打印行业深度报告2023.3.4 请务必阅读正文之后的免责条款和声明 32 风险因素风险因素 1)下游装备批产不及预期。下游装备批产不及预期。公司目前主要业务收入来自下游航空航天行业,业务偏B 端。若相关装备批产不及预期,或影响后续业务收入增长动能。2)行业出现变革性技术。行业出现变革性技术。增材制造仍处于发展初期,主流技术路线尚未确认。若出现变革性技术,在保证产品参数的同时大幅降本,或对公司业务产生负面影响。3)核心技术研发进度不及预期。核心技术研发进度不及预期。公司部分技术研发以产业应用为目的,若相关技术研发进度不

110、及预期,或影响后续产品批量生产,进而影响业务可持续增长。4)3D 打印行业竞争加剧。打印行业竞争加剧。当前海外企业仍为龙头,营收规模高,研发投入大。行业格局仍处于外强中弱的局面。若后续海外龙头采取价格策略竞争,或对公司业务产生不利影响。投资逻辑:关注一体化布局的设备商投资逻辑:关注一体化布局的设备商 行业低渗透率,处于配置窗口期。行业低渗透率,处于配置窗口期。增材制造具有逐层打印、快速成型、高利用率的特点,属于变革性技术,是传统制造的有力补充。按产值口径,当前我国行业渗透率不到 0.1%(分子为 3D 打印行业产值,分母为制造业增加值),仍处于产业化早期,未来有望成长为大千亿级别行业(假设渗透

111、率 3-5%),市场规模或保持快速增长。当前建议跟踪产业化进程,关注产业链公司业绩情况,择机进行配置,享受行业增长红利。产业链环节较多,优先关注一体化布局的设备商。产业链环节较多,优先关注一体化布局的设备商。3D 打印产业细分链条较多,上游包括原材料、激光器、振镜、扫描仪和软件等;中游包括设备商、服务商(打印产品)等。考虑到:1)从业绩弹性而言,设备商、原材料商弹性最高,其他环节企业大多并非专注于3D 行业,营收结构不够纯粹。2)从技术壁垒而言,设备环节高于原材料。且设备商可制造设备专用原材料,提高打印产品参数,进而提高行业竞争力。3)从营收而言,设备企业收入规模一般高于原材料,且设备商可以提

112、供产品打印服务,扩容业务空间。因因此,此,建议建议关注关注有高技术壁垒、业务边界较宽、业绩持续放量概率较大的一体化布有高技术壁垒、业务边界较宽、业绩持续放量概率较大的一体化布局设备商。其次可关注业务收入主要来自局设备商。其次可关注业务收入主要来自 3D 打印行业的原材料、扫描仪环节等企业。打印行业的原材料、扫描仪环节等企业。铂力特铂力特:3D 打印龙头打印龙头,优享优享产产业红利业红利 专专注注金属金属打印打印,国内行业龙头国内行业龙头。公司成立于 2011 年,孵化于“国防七子”之一的西北工业大学,专注于金属 3D 打印,提供“软件-原材料-打印设备-产品打印”的一体化解 3D 打印行业深度

113、报告打印行业深度报告2023.3.4 请务必阅读正文之后的免责条款和声明 33 决方案。公司大客户为航空航天领域军工集团的下属企业,受益于 3D 打印在我国航空航天领域的快速应用,公司已成长为行业龙头。由于产品的通用性,公司陆续拓展了汽车、医疗、模具、能源等应用场景业务,目前下游客户包括航天科工、成飞集团、中国商飞、中国神华、中国船舶等各领域龙头,并与空客公司、中国商飞(C919)和赛峰集团(波音发动机制造商)建立长期合作关系。航空航天催化,有望享受渗透率和市占率双击航空航天催化,有望享受渗透率和市占率双击。公司 2022 年前三季度实现营收/归母利润 5.2/0.22 亿元,同比增长 118

114、%/82%,表现较为亮眼。公司盈利能力保持稳定,毛利率中枢在 50%,业绩系股权激励费用影响,往后逐年下行。营收高增主要系前期预研装备批产,我们预测 2020-2022 年公司批产装备的定制化产品收入占比持续提升,随着“十四五”期间航空航天批产装备的陆续放量,公司业务增长动能和持续性较强。当前下游各场景潜在需求旺盛,考虑到行业仍处于导入期,格局较为分散,公司技术实力领先、方案服务能力完善,有望享受渗透率和市占率双提升带来的业绩增长。图 72:公司 2017-2022Q3 营收、归母利润及对应增速 图 73:公司各业务线营收情况(百万元)资料来源:Wind,中信证券研究部 资料来源:Wind,中

115、信证券研究部 预研预研产品产品陆续批产陆续批产,推动定制化产品放量推动定制化产品放量。航空航天是公司的重要下游领域,公司自成立以来便参与并支持了我国多个重要装备工程的研制。目前公司跟研重点型号装备包括 8 个飞机型号、9 个发动机型号以及 16 个航天飞行器型号,共涉及 447 种零部件,大部分将在未来 5 年内陆续定型批产。随着公司跟研产品的定型批产,预计公司各尺寸设备工时有望持续提升,尤其是 2026 年将会迎来明显跃升。-200%-150%-100%-50%0%50%100%00021 2022Q3营收(亿元)营收YoY归母利润(亿元)利润Yo

116、Y0500300350航空航天工业机械科研院所医疗研究200022H1 3D 打印行业深度报告打印行业深度报告2023.3.4 请务必阅读正文之后的免责条款和声明 34 图 74:公司定制化产品生产所需情况(含预测)(万小时)资料来源:铂力特公告(含预测),中信证券研究部 拟推进三拟推进三/四期项目,产能扩大四期项目,产能扩大 3-5 倍倍。铂力特作为行业龙头,近年来业绩持续放量,产线高负荷运行。为更好地满足下游客户需求,支撑潜在订单交付,公司推出三/四项目,预计公司 3D 打印设备年产能提升至 1400 台(原 400 台),

117、原材料 1200 吨(原 400 吨),超大型设备机时 124 万小时/年(原 19 万小时/年),全面提升包括设备、产品和原材料在内的一体化能力。图 75:公司 2017-2021 年设备产能、实际工时和产能利用率 图 76:公司 1-4 期项目设备、设备制造、原材料产能 资料来源:铂力特招股书,铂力特公告,中信证券研究部 资料来源:铂力特公告,中信证券研究部 华曙高科:华曙高科:金属金属&高分子两轮驱动,成长性值得期待高分子两轮驱动,成长性值得期待 金属金属&高分子高分子两轮驱动,销售规模位于全球前列。两轮驱动,销售规模位于全球前列。华曙高科十余年来专注于工业级增材设备领域,致力于向全球客

118、户提供一流的 SLM(金属)和 SLS(高分子)增材设备,并提供 3D 打印材料、工艺和服务。公司已开发 20 余款设备,并配套 40 余款专用材料及工艺,全面应用于航空航天、汽车、医疗、模具等领域。公司销售规模位居全球前列,是我国工业级增材制造设备龙头企业之一,下游客户包括航空航天科研院所、一汽大众、上海集团、潍柴动力等头部企业和高校,并和巴斯夫、宝马、捷普等建立战略合作关系。2022 年前三季度公司营收年前三季度公司营收/利润增速达利润增速达 48%/73%,业,业务成长性明确。务成长性明确。公司在 2019-2021 年营收/归母利润 CAGR 为 47%/154%的基础上,2022 年

119、前三季度实现营收/归母利050030035020212022E2023E2024E2025E2026E2027E2028E超大型设备工时大型设备工时中小型设备工时0%20%40%60%80%100%120%140%007080200202021理论产能实际工时利用率19 400 400 1000105 800 020040060080010001200超大型设备机时原材料设备产能一二期项目三期项目四期项目 3D 打印行业深度报告打印行业深度报告2023.3.4 请务必阅读正文之后的免责条款和声明 35 润 2.75/0.55 亿

120、元,同比增长 48%/73%,成长性较为明确。业务高增系前期航空航天预研装备部分批产,实现快速放量。展望未来,我们预计公司将受益“十四五”期间我国航空航天领域的强投入,叠加医疗、汽车、模具等业务在海内外顺利拓展,业绩有望保持高增态势。图 77:公司 2019-2022Q3 营收、归母利润及对应增速 图 78:公司航空航天业务快速增长及增速 资料来源:Wind,中信证券研究部 资料来源:Wind,中信证券研究部 拟募资拟募资 6.6 亿亿元元用于研发投入和产能扩建,维持市场竞争力和业务发展动能。用于研发投入和产能扩建,维持市场竞争力和业务发展动能。随着公司业务快速发展,2021 年设备/原材料产

121、能利用率已达 113%/130%,用户侧装机量超700 台,原有产线较难满足下游客户需求,车间和库房也逐渐饱和。根据华曙高科招股书,公司拟募资 6.6 亿元用于研发中心建设和产能扩张,两年内即可试投产,维持市场竞争力和业务发展动能,以享受产业化由 0-1 过程中的行业高增红利。图 79:公司 2019-2021 年设备、原材料产量和产能利用率 图 80:公司航空航天业务快速增长及增速 资料来源:Wind,中信证券研究部 注:销量低于产量主要系部分产品自用 资料来源:Wind,中信证券研究部 注:销量低于产量主要系部分产品自用 0%50%100%150%200%002021

122、2022Q3营收(亿)归母利润(亿)营收YoY归母利润YoY0%50%100%150%200%250%0.00.51.01.52.0201920202021航天航天业务营收(亿)YoY0%20%40%60%80%100%120%0501920202021设备产量(台)设备销量(台)设备产能利用率0%20%40%60%80%100%120%140%0500201920202021原材料产量(吨)原材料销量(吨)原材料产能利用率 36 分析师声明分析师声明 主要负责撰写本研究报告全部或部分内容的分析师在此声明:(i)本研究报告所表述的任何观点均精准地反映

123、了上述每位分析师个人对标的证券和发行人的看法;(ii)该分析师所得报酬的任何组成部分无论是在过去、现在及将来均不会直接或间接地与研究报告所表述的具体建议或观点相联系。一般性声明一般性声明 本研究报告由中信证券股份有限公司或其附属机构制作。中信证券股份有限公司及其全球的附属机构、分支机构及联营机构(仅就本研究报告免责条款而言,不含 CLSA group of companies),统称为“中信证券”。本研究报告对于收件人而言属高度机密,只有收件人才能使用。本研究报告并非意图发送、发布给在当地法律或监管规则下不允许向其发送、发布该研究报告的人员。本研究报告仅为参考之用,在任何地区均不应被视为买卖任

124、何证券、金融工具的要约或要约邀请。中信证券并不因收件人收到本报告而视其为中信证券的客户。本报告所包含的观点及建议并未考虑个别客户的特殊状况、目标或需要,不应被视为对特定客户关于特定证券或金融工具的建议或策略。对于本报告中提及的任何证券或金融工具,本报告的收件人须保持自身的独立判断并自行承担投资风险。本报告所载资料的来源被认为是可靠的,但中信证券不保证其准确性或完整性。中信证券并不对使用本报告或其所包含的内容产生的任何直接或间接损失或与此有关的其他损失承担任何责任。本报告提及的任何证券或金融工具均可能含有重大的风险,可能不易变卖以及不适合所有投资者。本报告所提及的证券或金融工具的价格、价值及收益

125、可跌可升。过往的业绩并不能代表未来的表现。本报告所载的资料、观点及预测均反映了中信证券在最初发布该报告日期当日分析师的判断,可以在不发出通知的情况下做出更改,亦可因使用不同假设和标准、采用不同观点和分析方法而与中信证券其它业务部门、单位或附属机构在制作类似的其他材料时所给出的意见不同或者相反。中信证券并不承担提示本报告的收件人注意该等材料的责任。中信证券通过信息隔离墙控制中信证券内部一个或多个领域的信息向中信证券其他领域、单位、集团及其他附属机构的流动。负责撰写本报告的分析师的薪酬由研究部门管理层和中信证券高级管理层全权决定。分析师的薪酬不是基于中信证券投资银行收入而定,但是,分析师的薪酬可能

126、与投行整体收入有关,其中包括投资银行、销售与交易业务。若中信证券以外的金融机构发送本报告,则由该金融机构为此发送行为承担全部责任。该机构的客户应联系该机构以交易本报告中提及的证券或要求获悉更详细信息。本报告不构成中信证券向发送本报告金融机构之客户提供的投资建议,中信证券以及中信证券的各个高级职员、董事和员工亦不为(前述金融机构之客户)因使用本报告或报告载明的内容产生的直接或间接损失承担任何责任。评级说明评级说明 投资建议的评级标准投资建议的评级标准 评级评级 说明说明 报告中投资建议所涉及的评级分为股票评级和行业评级(另有说明的除外)。评级标准为报告发布日后 6 到 12 个月内的相对市场表现

127、,也即:以报告发布日后的 6 到 12个月内的公司股价(或行业指数)相对同期相关证券市场代表性指数的涨跌幅作为基准。其中:A 股市场以沪深300 指数为基准,新三板市场以三板成指(针对协议转让标的)或三板做市指数(针对做市转让标的)为基准;香港市场以摩根士丹利中国指数为基准;美国市场以纳斯达克综合指数或标普 500 指数为基准;韩国市场以科斯达克指数或韩国综合股价指数为基准。股票评级股票评级 买入 相对同期相关证券市场代表性指数涨幅 20%以上 增持 相对同期相关证券市场代表性指数涨幅介于 5%20%之间 持有 相对同期相关证券市场代表性指数涨幅介于-10%5%之间 卖出 相对同期相关证券市场

128、代表性指数跌幅 10%以上 行业评级行业评级 强于大市 相对同期相关证券市场代表性指数涨幅 10%以上 中性 相对同期相关证券市场代表性指数涨幅介于-10%10%之间 弱于大市 相对同期相关证券市场代表性指数跌幅 10%以上 37 特别声明特别声明 在法律许可的情况下,中信证券可能(1)与本研究报告所提到的公司建立或保持顾问、投资银行或证券服务关系,(2)参与或投资本报告所提到的公司的金融交易,及/或持有其证券或其衍生品或进行证券或其衍生品交易,因此,投资者应考虑到中信证券可能存在与本研究报告有潜在利益冲突的风险。本研究报告涉及具体公司的披露信息,请访问 https:/ 本研究报告在中华人民共

129、和国(香港、澳门、台湾除外)由中信证券股份有限公司(受中国证券监督管理委员会监管,经营证券业务许可证编号:Z20374000)分发。本研究报告由下列机构代表中信证券在相应地区分发:在中国香港由 CLSA Limited(于中国香港注册成立的有限公司)分发;在中国台湾由 CL Securities Taiwan Co.,Ltd.分发;在澳大利亚由 CLSA Australia Pty Ltd.(商业编号:53 139 992 331/金融服务牌照编号:350159)分发;在美国由 CLSA(CLSA Americas,LLC 除外)分发;在新加坡由 CLSA Singapore Pte Ltd.

130、(公司注册编号:198703750W)分发;在欧洲经济区由 CLSA Europe BV 分发;在英国由 CLSA(UK)分发;在印度由 CLSA India Private Limited 分发(地址:8/F,Dalamal House,Nariman Point,Mumbai 400021;电话:+91-22-66505050;传真:+91-22-22840271;公司识别号:U67120MH1994PLC083118);在印度尼西亚由PT CLSA Sekuritas Indonesia 分发;在日本由 CLSA Securities Japan Co.,Ltd.分发;在韩国由 CLSA

131、 Securities Korea Ltd.分发;在马来西亚由CLSA Securities Malaysia Sdn Bhd 分发;在菲律宾由 CLSA Philippines Inc.(菲律宾证券交易所及证券投资者保护基金会员)分发;在泰国由 CLSA Securities(Thailand)Limited 分发。针对不同司法管辖区的声明针对不同司法管辖区的声明 中国大陆:中国大陆:根据中国证券监督管理委员会核发的经营证券业务许可,中信证券股份有限公司的经营范围包括证券投资咨询业务。中国香港:中国香港:本研究报告由 CLSA Limited 分发。本研究报告在香港仅分发给专业投资者(证券及

132、期货条例(香港法例第 571 章)及其下颁布的任何规则界定的),不得分发给零售投资者。就分析或报告引起的或与分析或报告有关的任何事宜,CLSA 客户应联系 CLSA Limited 的罗鼎,电话:+852 2600 7233。美国:美国:本研究报告由中信证券制作。本研究报告在美国由 CLSA(CLSA Americas,LLC除外)仅向符合美国1934 年证券交易法下 15a-6 规则界定且 CLSA Americas,LLC 提供服务的“主要美国机构投资者”分发。对身在美国的任何人士发送本研究报告将不被视为对本报告中所评论的证券进行交易的建议或对本报告中所述任何观点的背书。任何从中信证券与

133、CLSA 获得本研究报告的接收者如果希望在美国交易本报告中提及的任何证券应当联系 CLSA Americas,LLC(在美国证券交易委员会注册的经纪交易商),以及 CLSA 的附属公司。新加坡:新加坡:本研究报告在新加坡由 CLSA Singapore Pte Ltd.,仅向(新加坡财务顾问规例界定的)“机构投资者、认可投资者及专业投资者”分发。就分析或报告引起的或与分析或报告有关的任何事宜,新加坡的报告收件人应联系 CLSA Singapore Pte Ltd,地址:80 Raffles Place,#18-01,UOB Plaza 1,Singapore 048624,电话:+65 641

134、6 7888。因您作为机构投资者、认可投资者或专业投资者的身份,就 CLSA Singapore Pte Ltd.可能向您提供的任何财务顾问服务,CLSA Singapore Pte Ltd 豁免遵守财务顾问法(第 110 章)、财务顾问规例以及其下的相关通知和指引(CLSA 业务条款的新加坡附件中证券交易服务 C部分所披露)的某些要求。MCI(P)085/11/2021。加拿大:加拿大:本研究报告由中信证券制作。对身在加拿大的任何人士发送本研究报告将不被视为对本报告中所评论的证券进行交易的建议或对本报告中所载任何观点的背书。英国:英国:本研究报告归属于营销文件,其不是按照旨在提升研究报告独立

135、性的法律要件而撰写,亦不受任何禁止在投资研究报告发布前进行交易的限制。本研究报告在英国由 CLSA(UK)分发,且针对由相应本地监管规定所界定的在投资方面具有专业经验的人士。涉及到的任何投资活动仅针对此类人士。若您不具备投资的专业经验,请勿依赖本研究报告。欧洲经济区:欧洲经济区:本研究报告由荷兰金融市场管理局授权并管理的 CLSA Europe BV 分发。澳大利亚:澳大利亚:CLSA Australia Pty Ltd(“CAPL”)(商业编号:53 139 992 331/金融服务牌照编号:350159)受澳大利亚证券与投资委员会监管,且为澳大利亚证券交易所及 CHI-X 的市场参与主体。

136、本研究报告在澳大利亚由 CAPL 仅向“批发客户”发布及分发。本研究报告未考虑收件人的具体投资目标、财务状况或特定需求。未经 CAPL 事先书面同意,本研究报告的收件人不得将其分发给任何第三方。本段所称的“批发客户”适用于公司法(2001)第 761G 条的规定。CAPL 研究覆盖范围包括研究部门管理层不时认为与投资者相关的 ASX All Ordinaries 指数成分股、离岸市场上市证券、未上市发行人及投资产品。CAPL 寻求覆盖各个行业中与其国内及国际投资者相关的公司。印度:印度:CLSA India Private Limited,成立于 1994 年 11 月,为全球机构投资者、养老

137、基金和企业提供股票经纪服务(印度证券交易委员会注册编号:INZ000001735)、研究服务(印度证券交易委员会注册编号:INH000001113)和商人银行服务(印度证券交易委员会注册编号:INM000010619)。CLSA 及其关联方可能持有标的公司的债务。此外,CLSA 及其关联方在过去 12 个月内可能已从标的公司收取了非投资银行服务和/或非证券相关服务的报酬。如需了解 CLSA India“关联方”的更多详情,请联系 Compliance-I。未经中信证券事先书面授权,任何人不得以任何目的复制、发送或销售本报告。未经中信证券事先书面授权,任何人不得以任何目的复制、发送或销售本报告。中信证券中信证券 2023 版权所有。保留一切权利。版权所有。保留一切权利。

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