1、 1 证证 券券 研研 究究 报报 告告 Ta行业行业研究研究 行业专题研究行业专题研究 机械设备行业机械设备行业 3D 3D 打印行业研究系列报告（打印行业研究系列报告（四四）：“为什么”）：“为什么”转向“如何”之转向“如何”之 3 3D D 打印工艺端打印工艺端的的理解理解 投资要点：投资要点：七大基础增材技术成熟，推动行业发展。七大基础增材技术成熟，推动行业发展。增材技术分为 7 大类，分别是：立体光固化（SLA）、粘结剂喷射(3DP)、定向能量沉积(DED)、薄材叠层（LOM）、材料挤出(FDM)、材料喷射（PloyJet）、粉末床熔融（SLM、SLS、EBM）。目前主流使用的3D打

2、印技术大致可以分为两大类，即金属类与非金属类，SLM、SLS和EBM是主流的成型工艺。增材制造选用原则主要受用途、制品质量要求、材料、成型效率、成增材制造选用原则主要受用途、制品质量要求、材料、成型效率、成本、激光器以及外部环境的影响。本、激光器以及外部环境的影响。粉末影响最大，不同3D打印技术适用于不同的打印材料。选择性激光烧结（SLS）和选择性激光熔化（SLM）则以金属、陶瓷粉末材料为主。目前SLM工艺市场优势主要有：1）成熟的软件和机械技术；2）工艺直接交付金属零件；3）在目前所有金属增材技术中致密度最高；4）因其能够打印航空航天业常用的大尺寸、重负荷最终使用部件而备受推崇。BJAM技术

3、：成本较技术：成本较PBF与与DED技术更低，技术更低，核心性能尚不满足下游需核心性能尚不满足下游需求。求。基于粉末床工艺，通过喷墨打印头逐层喷射粘结剂选区沉积在粉末床上，粘结打印三维实体零件初坯，随后将打印的初坯置于均匀的热环境中进行脱脂和烧结，使其致密化并获得机械性能良好的零件。与PBF和DED技术相比，BJAM技术存在独特的优点:成本、材料体系广泛、表面质量良好和无需支结构等，缺点为打印成品需后处理过程较为复杂，同时致密度和孔隙率与SLM工艺差距较大，难以用在消费电子领域。区域区域3D打印技术：效率提升新思路，规模化生产的潜在工艺打印技术：效率提升新思路，规模化生产的潜在工艺。传统方式提

4、升效率主要是增加激光数量或者使用BJAM工艺，而区域打印工艺中使用非常高的功率，是单激光技术中使用的功率的10-150倍。目前使用该技术的企业Seurat第一代装备可实现约300美元/公斤的制造成本，这已经将金属3D打印的成本降低了40%，突破了现有的单件成本壁垒；到2025，其第二代设备有望将打印速度提升到现有L-PBF工艺的100倍，使平均零件打印成本将为150美元/公斤；到推出其所谓的第X代，则会将制造成本降至25美元/公斤以下，从而在金属制造领域开辟更大的市场。投资建议投资建议：建议关注铂力特（全产业链布局，国内金属3D打印龙头企业）、华曙高科（3D打印领军企业，技术创新驱动公司发展）

5、和银邦股份（高端金属复合材料领先企业，子公司深耕3D打印行业）。风险提示：风险提示：产业政策风险、技术迭代风险、供应链风险。机械设备 2023 年 12 月 20 日 强于大市强于大市(维持评级维持评级)一年内行业相对大盘走势一年内行业相对大盘走势 团队成员团队成员 分析师 彭元立 执业证书编号：S02 邮箱：PYL 相关报告相关报告 1、3D 打印行业研究系列报告（三）：“为什么”转向“如何”之成本端的思考一 2023.12.03 2、3D 打印行业研究系列报告（二）：市场竞争加剧，规模化生产在即 从材料端深掘 3D 打印行业一 2023.11.08 3、3D 打印行业

6、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一2023.11.07 诚信专业 发现价值 请务必阅读报告末页的重要声明 -20%-15%-10%-5%0%5%10%15%---------12沪深300机械设备 丨公司名称 诚信专业 发现价值 2 请务必阅读报告末页的重要声明 行业专题研究|机械设备 正文目录正文目录 1 1 基础工艺成熟，新技术不断

7、涌现基础工艺成熟，新技术不断涌现 .1 1 1.11.1 七大基础增材技术成熟，推动行业发展七大基础增材技术成熟，推动行业发展 .1 1 1.21.2 金属金属 3D3D 打印技术对比：打印技术对比：SLMSLM 技术成当前主流技术技术成当前主流技术 .3 3 1.31.3 新技术不断涌现，国内外存在工艺创新差距新技术不断涌现，国内外存在工艺创新差距 .7 7 2 2 新技术层出不穷，关注粘结剂喷射技术与区域打印技术新技术层出不穷，关注粘结剂喷射技术与区域打印技术 .8 8 2.12.1 SLMSLM 技术：主流工艺，综合性能满足航空航天、消费电子需求技术：主流工艺，综合性能满足航空航天、消费

8、电子需求 .8 8 2.22.2 BJAMBJAM 技术：成本较技术：成本较 PBFPBF 与与 DEDDED 技术更低，核心性能尚不满足下游需求技术更低，核心性能尚不满足下游需求 .1111 2.32.3 区域区域 3D3D 打印技术：效率提升新思路，规模化生产的潜在工艺打印技术：效率提升新思路，规模化生产的潜在工艺 .1515 3 3 投资建议投资建议 .2121 3.13.1 铂力特：全产业链布局，国内金属铂力特：全产业链布局，国内金属 3D3D 打印龙头企业打印龙头企业 .2121 3.23.2 华曙高科：华曙高科：3D3D 打印领军企业，技术创新驱动公司发展打印领军企业，技术创新驱动

9、公司发展 .2222 3.33.3 银邦股份：高端金属复合材料领先企业，子公司深耕银邦股份：高端金属复合材料领先企业，子公司深耕 3D3D 打印行业打印行业 .2424 4 4 风险提示风险提示 .2626 图表目录图表目录 图表图表 1：主流增材技术设备结构与制造流程：主流增材技术设备结构与制造流程.1 图表图表 2：各增材制造技术优缺点分析：各增材制造技术优缺点分析.2 图表图表 3：EBM 工艺原理工艺原理.3 图表图表 4：EBM 技术与技术与 SLM 技术对比技术对比.4 图表图表 5：EBM 技术优缺点技术优缺点.4 图表图表 6：增材制造选用原则：增材制造选用原则.5 图表图表

10、7：增材技术与粉末匹配情况增材技术与粉末匹配情况.5 图表图表 8：各类金属增材制造技术对比：各类金属增材制造技术对比.6 图表图表 9：近期发展的：近期发展的 3D 打印技术国内外情况打印技术国内外情况.7 图表图表 10：直接金属成型技术的机理：直接金属成型技术的机理.9 图表图表 11：SLM 的一般实施流程数据准备的一般实施流程数据准备.9 图表图表 12：BJAM 的一般实施流程数据准备的一般实施流程数据准备.11 图表图表 13：BJAM 技术在不同领域中的应用技术在不同领域中的应用.12 图表图表 14：Desktop Metal&Ex One 公司粘结剂喷射公司粘结剂喷射 3D

11、 打印设备系列打印设备系列.12 图表图表 15：BJAM 材料、打印机及性能对比材料、打印机及性能对比.13 图表图表 16：新兴增材制造技术与：新兴增材制造技术与 L-PBF 相比，每个样件的平均成本相比，每个样件的平均成本.14 图表图表 17：BJAM、SLM、CM 样品数据样品数据.14 图表图表 18：区域：区域 3D 打印技术工作原理打印技术工作原理.16 图表图表 19：BJAM 技术与技术与 L-PBF 技术的成本对比技术的成本对比.17 图表图表 20：区域打印与单激光、双激光、区域打印与单激光、双激光、4 4 激光、激光、1616 激光相比的成本和生产效率比较激光相比的成

12、本和生产效率比较 17 图表图表 21：区域打印与目前主流技术的潜力对比区域打印与目前主流技术的潜力对比.17 图表图表 22：区域：区域 3D 打印与打印与 BJ、L-PBF、电弧沉积工艺的对比（以不锈钢为例）、电弧沉积工艺的对比（以不锈钢为例）.18 图表图表 23：区域：区域 3D 打印引入的新参数打印引入的新参数.18 图表图表 24：区域：区域 3D 打印技术应用案例打印技术应用案例.19 图表图表 25：区域：区域 3D 打印技术未来趋势打印技术未来趋势.19 图表图表 26：区域：区域 3D 打印技术与现有金属增材制造的比较打印技术与现有金属增材制造的比较.20 图表图表 27：

13、铂力特设备性能对比情况：铂力特设备性能对比情况.21 图表图表 28：公司营收：公司营收.22 图表图表 29：公司销售毛利率：公司销售毛利率.22 图表图表 3030：华曙高科发展历程：华曙高科发展历程.23 PBeWcXbWaUaVnPpPpOpRoOaQaO6MpNnNsQnOfQoPpNfQsQnM8OrQmNwMnOrRMYmNpN 丨公司名称 诚信专业 发现价值 3 请务必阅读报告末页的重要声明 行业专题研究|机械设备 图表图表 3131：3D3D 打印产业链发布情况打印产业链发布情况.23 图表图表 3232：华曙高科营业总收入（百万，：华曙高科营业总收入（百万，%）.24 图表

14、图表 3333：华曙高科归母净利润加速增长（百万，：华曙高科归母净利润加速增长（百万，%）.24 图表图表 34：多金属复合材料应用领域：多金属复合材料应用领域.25 图表图表 35：由飞而康：由飞而康 3D 打印的打印的 C919 飞机登机舱门钛合金机构零件分布图飞机登机舱门钛合金机构零件分布图.25 丨公司名称 诚信专业 发现价值 1 请务必阅读报告末页的重要声明 行业专题研究|机械设备 1 基础基础工艺工艺成熟成熟，新技术不断涌现新技术不断涌现 1.1 七七大基础增材技术成熟，推动行业发展大基础增材技术成熟，推动行业发展 国际标准化组织辖下增材制造技术委员会发布 ISO/ASTM 529

15、00：2015 标准将增材技术分为 7 大类，分别是：立体光固化（SLA）、粘结剂喷射(3DP)、定向能量沉积(DED)、薄材叠层（LOM）、材料挤出(FDM)、材料喷射（PloyJet）、粉末床熔融（SLM、SLS、EBM）。目前主流使用的 3D 打印技术大致可以分为两大类，即金属类与非金属类。其中，FDM 凭借其易操作、材料利用率高以及 FDM 线材机械性能优异等优势广泛应用在制作成品原型或研发模型中。而光固化技术中 SLA 技术是最早出现的一种快速成形技术，凭借激光扫描及光固化原理更适用于制作精度要求高的物品，但以点为单位打印速度较慢。而金属类以 SLM 技术最为成熟，利用激光器将粉末进

16、行逐层叠加。图表图表 1：主流增材技术设备结构与制造流程主流增材技术设备结构与制造流程 大类大类 技术类型技术类型 设备构造设备构造 图像图像 制造流程制造流程 金属类 选择性激光熔化(SLM)上半部分:激光器 下半部分:金属粉末床 成型方式:熔化 首先将金属粉末以薄层分布在积层板上聚焦的激光在扫描振镜的控制下进行参数扫描，金属粉末在高能量激光的照射下发生熔化，快速凝固，形成治金结合层打印任务结束后，基板下降一个切片层厚高度，继续进行粉末铺平，激光扫描加工，重复这样的过程直至整个零件打印结束。电子束熔化成型(EBM)上半部分:电子束 下半部分:金属粉末床 成型方式:熔化 粉末或金属丝形式的原料

17、被输送到同时聚焦激光束、电子束或等离子/电弧等能量源的基板上，从而形成一个小熔池并逐层连续沉积材料。定向能量沉积(DED)上半部分:激光器+金属粉末喷嘴 下半部分:基板 成型方式:熔化 机器上端为大功率激光器和金属粉末喷嘴，通过计算机控制激光器和喷嘴，将金属粉末喷涂至预设位置并熔化，冷却凝固后成型，逐层重复此操作。非金属 选择性激光烧结(SLS)上半部分:激光器 下半部分:添加粘结剂的粉末床 成型方式:粘结成型 由 CO2 激光器发出的激光束在计算机的控制下，根据几何形体各层横截面的 CAD 数据，有选择地对粉末层进行扫描，使粉末的温度升到熔化点进行烧结并与下面已成型的部分实现粘结，一层一层得

18、到成品。光固化成型(SLA)上半部分:紫外线激光器 下半部分:液体光敏树脂池 成型方式:照射固化 激光器发出紫外线激光束按照零件的分层截面信息逐点扫描光敏树脂材料表面，使被扫描区域的树脂薄层产生光聚合反应而固化，工作台自上而下移动逐层叠加扫描固化出成品。熔融沉积成型(FDM)上半部分:热熔喷头 下半部分:基板 成型方式:熔化挤出 加热喷嘴至一定高度后，材料会依靠压力以长丝的形式分别通过 X、Y 和 Z 三个轴系统按照计算机建好物品的预定位置培化挤出，逐层沉积并且周化冷却，在单层填充完毕后逐层向下移动，重复此过程完成制作。数字光处理(DLP)上半部分:无额外喷头 下半部分:材料粉末床 形成层面建

19、模记忆。然后把影像信号经过数字处理后以面光的形式在液态光敏树脂表面进行层层投影，每一层图像在树脂层 丨公司名称 诚信专业 发现价值 2 请务必阅读报告末页的重要声明 行业专题研究|机械设备 成型方式:照射固化 很薄的区域产生光聚合反应固化，形成零件的个薄层，层层固化成型堆积成最终的成品 材料喷射成形(PJ)上半部分:特定光敏聚合性材料喷头+紫外线灯 下半部分:基板 成型方式:照射固化 将液体光聚合物层射到构建托盘上，滚轮把喷射的树脂表面处理平整，UV 紫外光灯对光敏聚合材料进行固化，层层累积后形成精确的模型成品。数据来源：艾瑞咨询，中国 3D 打印网，Formlabs，威布三维，南极熊 3D

20、打印，江苏激光产业产业创新联盟，华福证券研究所 SLM、SLS 和和 EBM 是主流的成型工艺。是主流的成型工艺。SLS 和 SLM 属于利用激光器将粉末进行逐层叠加，而 EBM 则利用高能电子束扫描熔融粉末逐层固化成形。SLS 相比 SLM需要另添加粘合剂材料，混合粉末后 SLS 打印的成品硬度和精度略差于 SLM 制品。而 EBM 利用电子束产生的热量和能量高于 SLM，更适合制造高导热金属、高温合金、高熔点金属零件，但 SLM 利用激光打印的制品力学性能和制品强度仍略优于EBM 制品。综合看烧结粘结成型技术凭借金属材料和技术特点能保证制品的硬度、力学性能好等优点更多应用于工业制造、航空航

21、天、汽车制造中。图表图表 2：各增材制造技术优缺点分析各增材制造技术优缺点分析 方法方法 使用材料及材料利用率使用材料及材料利用率 制作方式及周期制作方式及周期/打印速率打印速率 制作过程制作过程 制品质量制品质量 金属类 选择性激光熔化(SLM)以钛合金、高温合金、铜合金、钴铬合金、高强钢、模具钢等金属材料为主 材料使用率高，耗材价格适中 以点成型，制作速率低 需要设计支撑结构(主要作用想防止激光扫描到过厚的金属粉末层，对未成形层造成塌陷）1、制件强度高(完全熔化以后再融合，产品的强度要高于 SLS)2 成形的零件精度中等，表面经打磨、喷砂等处理可达到使用精度要求 3、成形件的力学性能好，一

22、般拉伸性能可超过铸件水平，达到锻件水平 电子束熔化成型(EBM)钛合金、钴钛合金等金属材料 打印速度快，制作用期短 部分情况会使用金属支撑结构(使用后，需要通过热处理支撑物件与成品分离)成品强度高、密度高（能熔炼结合不同性质的难熔金属）非金属 选择性激光烧结(SLS)尼龙等聚合物；铁、钛、合金等金属、陶瓷等 材料使用率高，耗材价格适中 1、以点成型，操作较简单 2、制作周期长(使用烧结技术，需经过预热、打印、冷却等耗时久的繁琐步骤)1、无需支撑结构 2、操作过程会产生导味 1、成品强度和韧性较高 2、成品精度一般，表面光滑度度低（成粉粒状）光 固 化 成 型(SLA)光敏聚合物 材料利用率一般

23、，耗材价格高 1、以点成型，设备操作方式较复杂。2、成型速度较快，制作周期较短。1、需要设计工件的支撑结构 2、工作中产生较多污染，或对人体有害 1、成品精度较高，表面质量高且光滑，适用于精细零件。2、由于使用树脂材料，制品的强度和耐热度受限，不利于长期保存。熔 融 沉 积 成 型(FDM)工程塑料(PLA、ABS)材料利用率较高，耗材价格较低 1、以点成型，提作方式简单易上手 2、制作周期长，成型速度慢 1、需要设计和制作支撑结构 2、过程不产生污染但噪音较大 成品精度较低，表面有纹理，不适用于打印高精度的装配件。数 字 光 处 理(DLP)液体树脂 材料使用率一般，耗材价格高 以面成型成型

24、速度快，整体制造周期短（比 SLA 速度更快)需要设计支撑结构。受数字光镜分辨率限制，只能打印尺寸较小产品 成品精度较高，表面质量高目光滑。由于使用树脂材料，制品的强度和耐热度受跟，不利于长期保存。丨公司名称 诚信专业 发现价值 3 请务必阅读报告末页的重要声明 行业专题研究|机械设备 材 料 喷 射 成 形(PJ)树脂 材料使用率适中 1、制作速度快，无需二次凝固。2、材料沉淀效率快。需要设计支撑结构。成品精度高，同时成品精确率和分辨率高 适用于打印精小物品 实现多种材料、多色材料同时打印。数据来源：艾瑞咨询，华福证券研究所 1.2 金属金属 3D 打印技术对比：打印技术对比：SLM 技术成

25、当前主流技术技术成当前主流技术 主流的金属 3D 打印技术为：SLM、EBM 和 DED。（一）选择性激光熔化（SLM）选择性激光熔化（SLM）是通过激光器对金属粉末直接进行热作用，不依赖粘结剂粉末，金属粉末通过熔化、凝固从而达到冶金结合的效果，最终获得所设计结构的金属零件。SLM 技术为了更好的融化金属需要使用金属有较高吸收率的激光束，所以一般使用的是 Nd-YAG 激光器（1.064 微米）和光纤激光器（1.09 微米）等波长较短的激光束。优点是 SLM 技术使用纯金属粉末，成型的金属零件致密度可达接近 100%；抗拉强度等机械性能指标优于铸件，甚至可达到锻件水平；致密度力学性能与成型精度

26、上表现较好。（二）选区电子束熔炼技术（EBM）选区电子束熔炼技术（EBM）与 SLM 技术相似，不同之处是 选用电子束作为能量源，选择性熔化金属粉末，从而使得金属粉末熔化凝固，成型方式与激光选区熔化类似。EBM 技术具有更高的能量利用率及成形效率，有利于成形脆性材料、易裂材料，但提高加速电压会更容易导致电子枪发生高压放电现象，因此对设备和真空环境的要求更高。图表图表 3：EBM 工艺原理工艺原理 数据来源：金属增材制造工艺、材料及结构研究进展（张朝瑞 2023），南极熊 3D 打印，华福证券研究所 丨公司名称 诚信专业 发现价值 4 请务必阅读报告末页的重要声明 行业专题研究|机械设备（三）定

27、向能量沉积（DED）定向能量沉积（DED）工作原理类似 SLM，它使用高能源(例如激光或电子束)将金属粉末熔化和熔合在一起，以逐层构建零件。这种技术可以根据设计要求直接在零件上添加材料，从而实现高度复杂的形状和结构。相比于 SLM 技术的优势之处在于，第一，该技术允许激光头和工件更灵活地移动，从而增加设计自由度。第二，在 DED 设备运行中，惰性气体直接从激光头流出并包围粉末流和熔池，不依赖于充满惰性气体的压力室，3D 打印加工过程可以立即开始，大大压缩了生产准备时间。第三，能生产大型零件，且不需要任何支撑结构。缺点在于熔化过程不如 SLM 精确，成品部件通常必须进行再加工。与与 EBM 对比

28、：对比：EBM 打印技术与打印技术与 SLM 技术的不同之处在于热源、成型工作环技术的不同之处在于热源、成型工作环境、工作成型预热温度、铺粉厚度以及粉末粒径。境、工作成型预热温度、铺粉厚度以及粉末粒径。EBM 技术能够处理高温、易开裂和反光合金，且打印零件密度高，具有均匀的微观结构和优越的机械性能，粉末损耗率低等优点。然而，EBM 技术也存在明显缺点，如打印体积有限，对真空环境要求严格，机器和材料更加昂贵等。图表图表 4：EBM 技术与技术与 SLM 技术对比技术对比 不同之处不同之处 说明说明 热源 SLM 采用激光作为热源，EBM 采用电子束作为热源 成型工作环境 SLM 技术在惰性气体条

29、件下熔化成形，EBM 技术在真空条件下熔化成形 工作成型预热温度 SLM 技术最多可预热 300C，EBM 技术可采用电子束扫描对每一层金属粉末扫描预热，使零件在6001200C 范围内加工成形。铺粉厚度 EBM 的粉末层厚度在 50150m 之间，厚度大，零件可以在更短的时间内制造完成，通常效率是 SLM 的 3倍 粉末粒径 EBM 的粉末粒径相对较粗，分布在 45105m。SLM 为避免粉末不能熔透的风险，对粉末粒径有更高的要求，因此 EBM 的耗材更加经济。数据来源：上海科普公园公众号，华福证券研究所 图表图表 5：EBM 技术优缺点技术优缺点 优点优点 缺点缺点 能够处理高温、易开裂和

30、反光合金 有限的打印体积（最大 600mm*600mm 幅面，700mm 高）零件密度高 有限的材料选择 均匀的微观结构和优越的机械性能 昂贵的机器和材料 将热处理需求降至最低 后处理前表面光洁度差 未使用的粉末 95-98%可回收 内部通道或空腔需要易于接近，否则在后处理过程中无法去除烧结粉末 电子束的扫描速度远高于激光，因此在造型过程中可利用电子束对每一层金属粉末扫描预热以提高粉末的温度。经过预热的粉末在造型后残余应力较小，在特定形状的制造上会有优势，且无需热处理。与 SLM 相比，细节分辨率较低。这是因为电子束的尺寸更大，也因为 EBM 中通常使用更粗的粉末和更厚的层 丨公司名称 诚信专

31、业 发现价值 5 请务必阅读报告末页的重要声明 行业专题研究|机械设备 与 L-PBF 相比，所需的支撑更少 拆卸前需要冷却部件 使用相应的应用程序，打印速度比 L-PBF 更快 产生电子束的阴极需要定期更换 高能量密度能够熔化熔点高达 3400 摄氏度的金属 真空环境需要很长时间才能建立 数据来源：上海科普公园公众号、南极熊 3D 打印，华福证券研究所 增材制造选用原则主要受用途、制品质量要求、材料、成型效率、成本、激光器增材制造选用原则主要受用途、制品质量要求、材料、成型效率、成本、激光器以及外部环境的影响。以及外部环境的影响。图表图表 6：增材制造选用原则增材制造选用原则 数据来源：增材

32、制造与 3D 打印技术及应用，华福证券研究所 粉末影响最大，不同粉末影响最大，不同 3D 打印技术适用于不同的打印材料。打印技术适用于不同的打印材料。从材料角度出发：立体光固化（SLA）采用液态光敏树脂材料；分层实体制造法（LOM）需要纸、塑料膜等片状材料，而选择性激光烧结（SLS）和选择性激光熔化（SLM）则以金属、陶瓷粉末材料为主。图表图表 7：增材技术与粉末匹配情况增材技术与粉末匹配情况 成型材料成型材料 3D 打印成型技术打印成型技术 热塑性塑料 FDM 纸、金属膜、塑料薄膜 LOM 石膏、陶瓷粉末 3DP 液态光敏树脂 SLA/DLP/Poly Jet 金属、合金、热塑性材料、陶瓷等

33、粉末 SLS/DML/SLS/EBM 数据来源：增材制造与 3D 打印技术及应用，华福证券研究所 SLM 是当前金属打印主流方案，产品性价比相对占优。是当前金属打印主流方案，产品性价比相对占优。选择使用哪种金属技术需要考虑零件细节、形状、尺寸、强度、金属类型、成本、打印速度和数量等方面的 丨公司名称 诚信专业 发现价值 6 请务必阅读报告末页的重要声明 行业专题研究|机械设备 因素。通过金属 3D 打印出的产品普遍具有优异的性能，可契合航空航天&军工、医疗等行业苛刻的性能要求，但也面临整体打印成本较高（几万至几十万不等）、成品尺寸受限、生产效率较慢的问题。其中 SLM 打印性价比相对占优，具备

34、高致密度、高强度、高精度、高利用率的优势，同时成本相对 EBM 和 LENS 较低，技术发展成熟，是当前金属 3D 打印主流的解决方案。图表图表 8：各类金属增材制造技术对比各类金属增材制造技术对比 技术类型技术类型 成型尺寸成型尺寸 成本成本 最小层高最小层高 零件性能零件性能 打印速度打印速度 材料选择材料选择 FDM/Extrusion 熔融挤出成型（线材）小到中 0.05 mm 中到高 最高 500 mm/s 不锈钢（316L，17-4 PH），铜，钛，青铜，钨，铝 SLM/PBF 选择性激光熔融或激光粉末床 小到中 0.02mm 高 最高 25 cm3/h 铝、铜、镍、不锈钢和工具钢

35、、钛、贵金属 EBM/PBF 电子束熔融或者电子束粉末床 小到中 0.07mm 高 55 80 cm3/h 铝、铜、镍、不锈钢和工具钢、钛、贵金属 Metal Binder Jetting 金属粘结剂喷射 小到中 0.035mm 高 1,500 cm3/h 马氏体时效钢、不锈钢和工具钢、镍、钴、钛、铝、铜、青铜 WAAM 电弧送丝 大到非常大 1mm 高 2.2 kg/h 不锈钢和工具钢、钛、镍基合金 DED Laser 激光直接能量沉积 中到大 0.2mm 高 500 cm3/h 钢、铸铁、镍合金、钛合金、铝、铜等。DED eBeam 电子束直接能量沉积 中到大 0.2mm 高 2,000

36、cm3/h 不锈钢和工具钢、镍合金、钛合金 Metal Lithography 金属立体光刻 很小到中 0.01mm 高 最高 300 层/小时 不锈钢、钛、铜、镍、黄铜 Cold Spray 冷喷涂 中到大 0.38mm 高 100 g/m 钛，铜，不锈钢和工具钢，铝，镍，铌，钽 Micro 3D Printing 微纳 3D 打印 很小 0.005mm 高-钢、铜、贵金属 数据来源：南极熊 3D 打印，华福华福证券研究所 丨公司名称 诚信专业 发现价值 7 请务必阅读报告末页的重要声明 行业专题研究|机械设备 1.3 新技术不断涌现，新技术不断涌现，国内外存在工艺创新差距国内外存在工艺创新

37、差距 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，非常值得我们思考。下面，我们对这些国内缺少的 20 项 3D 打印技术产品进行盘点，希望引起关注。图表图表 9：近期发展的近期发展的 3D 打印技术国内外情况打印技术国内外情况 数据来源：南极熊 3D 打印，华福证券研究所 丨公司名称 诚信专业 发现价值 8 请务必阅读报告末页的重要声明 行业专题研究|机械设备 2 新技术层出不穷，关注新技术层出不穷，关注粘结剂喷射技术粘结剂喷射技术与区域打印技术与区域打印技术 2.1 SLM 技术：主流工艺，综合性能

38、满足航空航天、消费电子需求技术：主流工艺，综合性能满足航空航天、消费电子需求 直接金属成型是最早采用的金属打印工艺之一，包括在打印床上分布均匀平整直接金属成型是最早采用的金属打印工艺之一，包括在打印床上分布均匀平整的金属粉末层。的金属粉末层。金属粉末层的厚度在 15 到 100 微米之间。能量束在顶层扫描并熔化粉末。目前，L-PBF 是最普遍的工业化解决方案，采用激光作为能量源。SLM 设备一般由光路单元、机械单元、控制单元、工艺软件和保护气密封单元几个部分组成：1)光路单元光路单元：主要包括光纤激光器、扩束镜、反射镜、扫描振镜和 F-聚焦透镜等。激光器是 SLM 设备中最核心的组成部分，直接

39、决定了整个设备的成型质量。SLM 设备所采用的光纤激光器，转换效率高、性能可靠、寿命长、光束模式接近基模等，优势明显。高质量的激光束能被聚集成极细微的光束，并且其输出波长短。2)扩束镜扩束镜：作用是是扩大光束直径，减小光束发散角，减小能量损耗。3)扫描振镜扫描振镜：由计算机进行控制的电机驱动，作用是将激光光斑精确定位在加工面的任一位置。通常使用专用平场 F-扫描透镜来避免出现扫描振镜单元的畸变，达到聚焦光斑在扫描范围内得到一致的聚焦特性。4)机械单元机械单元：主要包括铺粉装置、成型缸、粉料缸、成型室密封设备等。铺粉质量是影响 SLM 成型质量的关键因素，目前 SLM 设备中主要有铺粉刷和铺粉滚

40、筒两大类铺粉装置。成型缸与粉料缸由电机控制，电机控制的精度也决定了 SLM 的成型精度。5)控制系统控制系统：包括激光束扫描控制和设备控制系统两大部分。激光束扫描控制是计算机通过控制卡向扫描振镜发出控制信号，控制 X/Y 扫描镜运动以实现激光扫描。丨公司名称 诚信专业 发现价值 9 请务必阅读报告末页的重要声明 行业专题研究|机械设备 图表图表 10：直接金属成型技术的机理直接金属成型技术的机理 数据来源：南极熊 3D 打印，华福证券研究所 SLM 工艺共有工艺共有 9 个主要流程。个主要流程。主要流程涵盖数据处理模型切片原料装载打印除粉缓解压力移除支撑支撑表面处理提高装配表面精度。图表图表

41、11：SLM 的一般实施流程数据准备的一般实施流程数据准备 流程流程 具体准备具体准备 数据准备数据准备 1)筛选可以进行打印的模型 2)优化特征以适应打印 3)悬垂薄型特征 4)支持战略必须考虑到定位和后置处理 模型切片模型切片 1)规划悬挑表面的支撑结构 2)将 3D 模型转换为 2D 图层 3)生成 Gcode 文件 装载原料装载原料 1)将金属粉未装入粉末罐。2)在处理可能有毒和发火的金属粉尘时要格外小心。3)需要佩戴口罩等个人防护用品，以防吸入金属粉末。打印打印 1)通过反复的粉未和烧结，金属部件逐渐成型。2)该过程在惰性气氛中进行。3)快速的加热和冷却速度产生了一种非典型的各向异性

42、晶体结构。4)此外，激光熔化金属的过程会产生气化烟尘，其中一些会沉积在加工室、萃取模块和过滤器中。这些烟尘颗粒可能比粉末本身还要细，需要定期小心清理。除粉除粉 1)金属打印完成后，会被覆盖在金属粉末桶中。粉末必须清空才能露出零件，并回收供将来使用。2)部件需要进一步清理残留粉末。缓解压力缓解压力 1)退火至 1100 C，以确定所需的晶体结构并消除内应力。移除支撑移除支撑 1)用线切割将部件从模板上取下。2)使用钳工或传统的数控操作(如削和钻孔)拆除支撑件。支撑表面处理支撑表面处理 1)由于支撑结构是烧结到主体表面的，因此会留下粗糙的表面。需要专门的磨削工具和其他设备来清理残留金属，使表面光洁

43、度更高。丨公司名称 诚信专业 发现价值 10 请务必阅读报告末页的重要声明 行业专题研究|机械设备 提高装配表面精度提高装配表面精度 1)对于高公差级装配而言，金属 3D 打印的精度相对较低。因此，通常需要对重要区域进行定位和加工,以便进一步组装。这就需要额外的专业人员来操作加工设备。数据来源：间接金属 3D 打印白皮书（EAISE 3D），华福证券研究所 继承 EOS 设备体系，SLM 工艺受下游市场验证。铂力特所代理的是德国 EOS公司的 3D 打印设备，这家成立于 1989 年的企业为全球最大的金属 3D 打印设备提供商。随着 EOS 设备在国内市场不断应用，SLM 工艺受下游市场认可。

44、目前 SLM工艺市场优势主要有：1）成熟的软件和机械技术；2）工艺直接交付金属零件；3）在目前所有金属增材技术中致密度最高；4）因其能够打印航空航天业常用的大尺寸、重负荷最终使用部件而备受推崇。但是该工艺仍存在一些缺点：1）工作流程和工艺开发需要大量资源和专业人员；2）热应力导致成品率降低；3）部件焊接在构建板上，必须用电火花拆除，支撑材料也必须切割或铣去；4）松散的金属粉末可能很危险，需要经过大量培训才能处理。更换材料需要花费数小时的时间，而且污染和爆炸风险很高。丨公司名称 诚信专业 发现价值 11 请务必阅读报告末页的重要声明 行业专题研究|机械设备 2.2 BJAM 技术：成本较技术：成

45、本较 PBF 与与 DED 技术更低，技术更低，核心性能尚不满足下游需求核心性能尚不满足下游需求 粘结剂喷射增材制造（粘结剂喷射增材制造（Binder Jetting Additive Manufacturing，简称，简称 BJAM）技术是一种常见的技术是一种常见的低成本低成本金属金属 3D 打印技术。打印技术。该技术基于粉末床工艺，通过喷墨打印头逐层喷射粘结剂选区沉积在粉末床上，粘结打印三维实体零件初坯，随后将打印的初坯置于均匀的热环境中进行脱脂和烧结，使其致密化并获得机械性能良好的零件。图表图表 12：BJAM 的一般实施流程数据准备的一般实施流程数据准备 流程流程 具体准备具体准备 模

46、型优化模型优化 1)筛选和修改方法，符合 3D 打印的设计限制，包括 1）最大尺寸限制；2）最小壁厚 同时需要避免悬挑 模型切片模型切片 1)为悬挂表面规划独立的支撑结构。2)将 3D 模型转换为 2D 图层 3)生成 Gcode 文件。装载原料装载原料 1)将金属粉末装入粉末罐。2)在处理可能有毒和发火的金属粉尘时要格外小心。3)需要佩戴口罩等个人防护用品，以防吸入金属粉末粘合剂喷射使用纯金属粉末作为材料。4)通风设备和无尘室是必要的，因为金属可能具有潜在危险。打印打印 1)特殊金属粉末配方随后以类似 LPBF 的方式层层叠加。每一层都要向粉末床喷射粘合剂，以形成生坯。2)BJ 在封闭的粘合

47、剂喷射室中进行印刷，这与粉末喷涂类似，但 不需要高温或惰性气氛。固化固化 1)将整个粉盒装入固化装置，使粘合剂进一步干燥和凝固。除粉除粉 1)由于生坯的易碎性和敏感性，脱粉是一个手工过程。脱脂脱脂 1)脱脂是指将生坯放入专门的脱脂炉中。这一程序的目的是去除生坯中的粘合剂。2)也可以在烧结炉中进行热脱脂。烧结烧结 1)烧结是指部件放入专门的烧结炉中。烧结的目的是 用高温烧掉 残留的粘结剂并将金属颗粒熔成固体。移除支撑移除支撑 1)使用工具或传统的数控操作(如铣削和钻孔)拆除支撑件。表面处理表面处理 1)由于支撑结构是与主体表面烧结在一起的，因此任何粗糙的表 面都会残留下来。需要专门的打磨工具和设

48、备来清理残留金属，使表面光洁度更高。提高装配表面精度提高装配表面精度 1)BJ 公差装配方面的精度相对较低。因此，通常需要对关键区城 进行定位和加工，以便进一步组装。数据来源：间接金属 3D 打印白皮书（EAISE 3D），华福证券研究所 以以工业、电子、医疗工业、电子、医疗为代表的应用领域空间广阔，加速金属为代表的应用领域空间广阔，加速金属 3D 打印技术的发展。打印技术的发展。BJAM 技术提供了一种经济的方法来打印具有悬垂、复杂内部特征和无残余应力的金属零件，在多个行业中具有广泛的应用前景。例如，在医疗领域中可以使用 BJAM 打印义齿框架、外科植入物等。打印的一体式复合网状抛物面反射器

49、天线由于其整体结构使故障率明显减小。另外，在打印网状轻量化和中空等工业产品和艺术品方面也具有突出的低成本和高效率优势。丨公司名称 诚信专业 发现价值 12 请务必阅读报告末页的重要声明 行业专题研究|机械设备 图表图表 13：BJAM 技术在不同领域中的应用技术在不同领域中的应用 数据来源：金属粘结剂喷射增材制造技术发展与展望（魏青松 2021），华福证券研究所 随着随着 BJAM 技术的发展，其设备也在不断发展。技术的发展，其设备也在不断发展。目前生产 BJAM 设备的公司主要包括 3 类:(1）Ex One（已被 Desktop Metal 收购）。拥有多种类 BJAM 打印机，其中 X1

50、 160Pro 设备是目前最大的金属 BJAM 印机，成型缸体积是同类系统的 2.5倍以上;(2）Digital Metal，其中 DM P2500T 机最大打读率达到 12 000 cm3/h，打印速度是激光选区燃化（SLM）技术的 100 倍；（3)Desktop Metal、GE、3DEO、Hewlet-Packardp（HP）、3D Systems、Voxeljet 等公司也推出了 BJAM 打印机，Ex One 公司开展了广泛的材料测试，包括 304L、316L、M2 工具钢和 Ni 718 合金等，其他材料还包括 17-4PH 合金、6061 铝、钻铬合金、铜、H13、钛、钨合金等

51、。图表图表 14：Desktop Metal&Ex One 公司粘结剂喷射公司粘结剂喷射 3D 打印设备系列打印设备系列 项目项目 研发研发+小批量小批量 小批量小批量 大批量大批量 设备型号 Innovent+Shop SystemTM X1 25Pro Production SystemTM P-1 X1 160ProTM Production SystemTM P-50 打印尺寸 160*65*65mm 350*220*50mm 350*220*100mm 350*220*150mm 400*250*250mm 200*100*40mm 800*500*400mm 490*380*260

52、mm 体积 0.676L 4L-16L 25L 0.8L 160L 48L 打印效率 54cc/hr 800cc/hr 1200cc/hr 1350cc/hr 3120cc/hr 12000cc/hr 产能 1L/Day 16L/Day 25L/Day 21L/Day 75L/Day 247L/Day 层厚 30200m 30200m 30200m 30200m 30200m 30200m 最小粉末尺寸 2m（D50）2m（D50）2m（D50）2m（D50）2m（D50）Inert 氛围保护 否 否 否 是 否 是 材料 陶瓷、金属 金属 陶瓷、金属 陶瓷、金属、活性金属 陶瓷、金属 陶瓷、

53、金属、活性金属 数据来源：南极熊 3D 打印，华福证券研究所 BJAM 打印技术的关键：材料与粘结剂打印技术的关键：材料与粘结剂。1）粉末特性影响 BJAM 打印件性能。丨公司名称 诚信专业 发现价值 13 请务必阅读报告末页的重要声明 行业专题研究|机械设备 粉末特性主要包括粉末形态、平均尺寸和粒径分布等几何特性，以及粉末流动性、铺展性和堆积密度等物理特性。其中，粉末形态和尺寸特征影响零件的机械性能，流动性和堆积密度影响零件的致密化程度。粒度和粒度分布会影响初坯的密度，进而影响烧结样品的致密度和最终零件的微观结构。粉末堆积密度是确定颗粒排列规律的重要参数，也是影响最终产品烧结致密度和收缩程度

54、的关键参数，一般粉末堆积密度越大，收缩率越小。2）粘结剂种类及特性。粘结剂必须是可打印的，只有粘结剂具有合适的粘度，才能保证形成单个液滴并从喷头的喷嘴中脱落。同时，粘结剂需要有足够的粘结强度才能保证打印的初坯结构完整。粘结剂还会影响脱脂温度、烧结温度和残留物特性。图表图表 15：BJAM 材料、打印机及性能对比材料、打印机及性能对比 材料材料 粘结剂粘结剂 打印机打印机 致密度致密度%其他性能其他性能 铁基 纯铁 ZbTM 60 ZPrint 310 Plus Z Corp 91.3 屈服强度 30.6MPa SS 316L 水基粘结剂 HP Metal Jet printer 95.8 疲劳

55、强度 250MPa（SLM 101MPa）H13 BA005 ExOne M-Flex 99.0 -17-4PH Aqueous Binder ExOne Innovent+99.0 拉伸强度 1045MPa，延伸率4%，硬度 330HV SS 420 水基粘结剂 ExOne M-Flex-拉伸强度 1053MPa 镍基 Ni 718 乙二醇单甲醚和二甘醇制成水基粘结剂 ExOne Lab-Ni 625 ExOne M-Flex 99.2 抗拉强度 718MPa，硬度327HV MAR-M247 C20 Digital Metal DMP2500 99.8 抗拉强度 1105MPa，延伸率3.

56、1%钛基 纯钛 ZB60 ZPrint 310 Plus Z Corp 70.0 屈服强度 158MPa，杨氏模量2.9GPa Ti4-ExOne M-Flex 81.9-铜 纯铜 PM-B-SR2-05 ExOne R2 3D 86.0 抗拉强度 117MPa 其他 CoCrFeMnNi 水基粘结剂 ExOne Innovent 3D 66.0 屈服强度 70MPa，耐腐蚀性与 316L 相当 镁合金 ZK 根据镁合金成分配置的单相溶剂 内部改进-抗拉强度 70.9MPa，延伸率0.7%Ni-Mn-Ga BS004 ExOne X1-Lab 76.0 形状记忆效应 数据来源：金属粘结剂喷射增

57、材制造技术发展与展望（魏青松 2021），华福证券研究所 与与 PBF 和和 DED 技术相比，技术相比，BJAM 技术存在独特的优点技术存在独特的优点:低成本、材料体系广泛、低成本、材料体系广泛、表面质量良好和无需支结构等表面质量良好和无需支结构等。BJAM 由于不需要激光器和精密光学器件，所以其机器成本较低。另外，BJAM 技术的可用材料范围较为广泛，与 PBF 和 DED 技术相比，BJAM 技术更有能力处理具有高光学反射率、高导热率和低热稳定性的金属材料，尽管 BJAM 技术像其他基于粉末的 AM 技术一样需要进行除粉，但是不需要添加支 丨公司名称 诚信专业 发现价值 14 请务必阅读

58、报告末页的重要声明 行业专题研究|机械设备 撑结构，可以实现复杂的几何形状(如内腔等)。图表图表 16：新兴增材制造技术与新兴增材制造技术与 L-PBF 相比，每个样件的平均成本相比，每个样件的平均成本 数据来源：间接金属 3D 打印白皮书（EAISE 3D），华福证券研究所 金属 BJAM 技术也存在明显缺点，最主要的是后处理烧结或浸渗难以获得高致密度零件，与电子束AM金属零件相比，BJAM技术制造的金属零件其机械性能略低，只能达到铸造水平，致密度和孔隙率与 SLM 工艺差距较大，难以用在消费电子领域。而消费电子由于需要防水等功能对于孔隙率与致密度要求较高，而根据前文钛合金用BJAM 工艺致

59、密度只有 70%，以目前工艺技术水平无法满足下游市场的需求，为该工艺的发展难点。而且使用 BJ 制作的生坯在烧结前非常脆弱，后续需要后处理步骤，在某些情况下还需要额外的设备。图表图表 17：BJAM、SLM、CM 样品数据样品数据 材料材料 孔隙率孔隙率/%/%屈服强度屈服强度/MPa/MPa 抗拉强度抗拉强度/MPa/MPa 延伸率延伸率/%/%疲劳强度疲劳强度/MPa/MPa BJAM（P 系列）3.86 1984.8 5565.4 666.2 250 4.25 1973.5 5554.3 702.6 4.87 1891.0 5470.5 70.50.5 5.64 1891.7 5345.

60、0 642.0 BJAM（S 系列）3.70 1964.0 5486.5 801.0 250 4.20 1964.1 5558.2 752.0 4.48 1981.6 5583.8 743.6 4.69 1962.9 5514.3 754.6 SLM（P 方向）2.30 51114.0 62111.0 202.0 101 SLM（S 方向）2.30 43011.0 51020.0 121.0-数据来源：KUMAR P,JAYARAJ R,SURYAWANSHI J,et al.Fatigue Strength of Additively Manufactured 316L Austenitic

61、 Stainless SteelJ.Acta Materialia,2020,199(20):225-239.，华福证券研究所 丨公司名称 诚信专业 发现价值 15 请务必阅读报告末页的重要声明 行业专题研究|机械设备 2.3 区域区域 3D 打印技术打印技术：效率提升新思路，：效率提升新思路，规模化生产的潜在工艺规模化生产的潜在工艺 区域打印技术的重点在于光路的设计和控制。区域打印技术的重点在于光路的设计和控制。整个系统包括一组二极管激光器、一个非相干光束组合光学系统、一个短脉冲激光器和传输光学器件、光学可寻址光阀(OALV)、图像投影仪以及打印平面上方的其他光学器件。区域打印所采用的是一个

62、模块化的脉冲红外激光源，最高输出功率为 30 千瓦。其工作原理可分为四步：1）脉冲红外激光源的光束经整形将输出转化为一个均匀、一致的方形场，约为15x15 毫米。2）蓝色激光投影仪将零件的截面图案投影到红外激光束的方形区域内。蓝光图案代表了每个方形场内的零件几何形状。整个方形区域内含超过 230 万个像素，每个像素为 6-10 微米，这比现有的 PBF-LB 工艺在 x 和 y 方向上的分辨率高，每一层层厚固定为 25 微米。3）经调整后的红外光和蓝光会通过一个光学可寻址光阀。光学可寻址光阀可在光或电信号的控制下改变入射光分布的振幅或强度、相位、偏振态以及波长。在两束光重合的区域，红外光场会呈

63、现水平方向的状态；在只有红外光的区域，红外光会呈现垂直的状态。这是实现有选择性地将红外光引导到粉床上，按既定的图案熔化粉末的关键一步。4）在偏光镜的作用下，水平和垂直状态的红外光被分离开来。图案化的光束用于熔化粉末。剩余的红外光线则被送到束流收集器。整个过程每秒可重复四十次，也就是说，在一秒钟内将粉末熔化成四十个方形区域。丨公司名称 诚信专业 发现价值 16 请务必阅读报告末页的重要声明 行业专题研究|机械设备 图表图表 18：区域区域 3D 打印技术工作原理打印技术工作原理 数据来源：洞察金属增材制造，Seurat，华福证券研究所 创造未来：创造未来：区域打印工艺中使用非常高的功率，是单激光

64、技术中使用的功率的区域打印工艺中使用非常高的功率，是单激光技术中使用的功率的10-150 倍。倍。1）传统方式提升效率主要是增加激光数量或者使用 BJAM 工艺；L-PBF 系统的打印速度可实现 10-100cm/h 的制造速度，通过增加激光数量，该速率可以提升到300cm/h。当前的 3D 打印设备供应商采用了使用增加激光头的方法来提高生产效率，而额外的激光头和相应的光学系统组件是昂贵的，会导致机器和折旧成本的增加。而粘结剂喷射技术（BJ）则可以将打印速度提升至 900cm/h（还需漫长的固化烧结）。根据材料的种类以及零件的几何形状，体积成本可控制在 0.51.8 美元/cm。然而要与传统的

65、批量制造技术竞争，成本必须降低 10 倍以上，即低于 0.1 美元/cm。丨公司名称 诚信专业 发现价值 17 请务必阅读报告末页的重要声明 行业专题研究|机械设备 图表图表 21：区域打印与目前主流技术的潜力对比区域打印与目前主流技术的潜力对比 数据来源：AMLetters，华福证券研究所 2）传统金属 3D 打印系统采用 100m 直径左右的连续激光光斑逐点扫描熔化金属，而 Seurat 采用全新的脉冲激光控制技术，可将包含 200 万个直径约为 10m光点的光束投射到10mm的正方形区域中，一个脉冲即可实现一片区域的熔化成形。这种技术相比传统单激光逐点扫描，构建速度提升了 1000 倍。

66、Seurat 对金属对金属 3D 打打印技术的提升还不只是体现在“区域打印”上面，它还具备边铺粉边打印的功能，这印技术的提升还不只是体现在“区域打印”上面，它还具备边铺粉边打印的功能，这无疑会进一步提升制造速度。无疑会进一步提升制造速度。图表图表 19：BJAM 技术与技术与 L-PBF 技术的成本对比技术的成本对比 图表图表 20：区域打印与单激光、双激光、区域打印与单激光、双激光、4 4 激光、激光、1616激光相比的成本和生产效率比较激光相比的成本和生产效率比较 数据来源：Seurat 白皮书，华福证券研究所 数据来源：Seurat 白皮书，华福证券研究所 丨公司名称 诚信专业 发现价值

67、 18 请务必阅读报告末页的重要声明 行业专题研究|机械设备 图表图表 22：区域区域 3D 打印与打印与 BJ、L-PBF、电弧沉积工艺的对比（以不锈钢为例）、电弧沉积工艺的对比（以不锈钢为例）数据来源：Seurat 白皮书，华福证券研究所 传统 L-PBF 技术的主要工艺参数包括激光功率、扫描速度和光斑尺寸、分层厚度等，区域打印引入了许多描述脉冲激光和打印准确性的新参数，如脉冲能量、图案尺寸、每个图案的像素以及频率等等。图表图表 23：区域区域 3D 打印引入的新参数打印引入的新参数 参数参数 单位单位 范围范围 说明说明 激光脉冲能量 J 1060 一个脉冲熔化一个图案区域 图案尺寸 m

68、m 515 同时曝光的区域尺寸 图案像素-2.3M 控制能量、分辨率 场频 Hz 2040 20Hz 代表每秒曝光 20 个区域 数据来源：3D 打印技术参考，华福证券研究所 目前该技术使用在能源目前该技术使用在能源燃气轮机主漩涡器燃气轮机主漩涡器和汽车电机外壳制造领域。和汽车电机外壳制造领域。1）燃气轮机漩涡器被安装在西门子 SGT 5/6 8000H 燃气轮机的一个先进的燃烧系统中，用于混合燃料气和压缩空气。使用增材制造将 8 个零件减少到 1 个零件，缩短了交货时间，并通过优化设计和工业化生产实现了积极的商业案例。据 Seurat 透露，试点工厂具备每年生产超过 25 吨金属零部件的能力

69、，并已经接到了总计 4000 吨材料的订单意向书，未来几年的预计收入将超过 7.5 亿美元。以与西门子的合作为例，Seurat承诺将在六年内为其制造符合性能要求的 59 吨涡轮机金属零部件。丨公司名称 诚信专业 发现价值 19 请务必阅读报告末页的重要声明 行业专题研究|机械设备 图表图表 24：区域区域 3D 打印技术应用案例打印技术应用案例 数据来源：Seurat 白皮书，华福证券研究所 区域打印技术旨在将制造成本优势超过传统压铸工艺。区域打印技术旨在将制造成本优势超过传统压铸工艺。Seurat 第一代装备可以实现约 300 美元/公斤的制造成本，这已经将金属 3D 打印的成本降低了 40

70、%，突破了现有的单件成本壁垒；到 2025，其第二代设备有望将打印速度提升到现有 L-PBF工艺的 100 倍，使平均零件打印成本将为 150 美元/公斤；到推出其所谓的第 X 代，则会将制造成本降至 25 美元/公斤以下，从而在金属制造领域开辟更大的市场。其发展目标是到 2030 年，将制造成本优势超过传统压铸工艺，促使增材制造成为主流制造技术。图表图表 25：区域区域 3D 打印技术打印技术未来趋势未来趋势 数据来源：Seurat 白皮书，华福证券研究所 丨公司名称 诚信专业 发现价值 20 请务必阅读报告末页的重要声明 行业专题研究|机械设备 图表图表 26：区域区域 3D 打印技术与现

71、有金属增材制造的比较打印技术与现有金属增材制造的比较 区域打印技术区域打印技术 激光粉末床熔融技术激光粉末床熔融技术 定向能量沉积定向能量沉积 粘合剂喷射技术粘合剂喷射技术 2022 2025 2030 2022 2025 2030 2022 2025 2030 2022 2025 2030 特征尺寸(features/mm)10 14 20 4 4/2 4/扑粉厚度（m）25 25 25 up to 50 up to 100/5006000 5006000/45 up to 60/打印速度（kg/h）3 30 1700 up to 1.2 up to 4.4/115 115/3 40/粉末床

72、尺寸（m）0.45*0.45*0.45 1.2*1.2*1.2 9.6*9.6*9.6 800*800*800 1.2*1.2*1.2/15 15/0.4*0.25*0.2 0.6*0.5*0.35/数据来源：3D 打印技术参考，华福证券研究所 丨公司名称 诚信专业 发现价值 21 请务必阅读报告末页的重要声明 行业专题研究|机械设备 3 投资建议投资建议 3.1 铂力特：全产业链布局，国内金属铂力特：全产业链布局，国内金属 3D 打印龙头企业打印龙头企业 铂力特（688333.SH）是国内金属 3D 打印先行者与领头羊、是全产业链布局的稀缺龙头。铂力特成立于 2011 年 7 月，并于 20

73、19 年 7 月 22 日登陆科创板。公司始终专注于工业级金属增材制造，为客户提供全方位的金属增材制造与再制造技术解决方案，构建了较为完整的金属 3D 打印产业生态链，整体实力在国内外均处领先地位。下游：下游：应用于航空航天、工业机械、能源动力、轨道交通、汽车制造、船舶制造、电子工业、模具制造及医疗研究等各领域，其中广泛应用于航空航天领域。客户：客户：包括中航工业、航天科工、航天科技、航发集团、中国商飞、中国神华能源、中核集团、中船重工及各类科研院所。产品：产品：1）金属 3D 打印原材料：公司在金属材料、功能材料、金属基复合材料等方面具有研究积累，在金属增材制造的新材料开发领域处于国际领先地

74、位；2）自主研发了 SLM、LSF、WAAM 系列金属 3D 打印设备，为国际先进水平；3）产品生产与服务：要使用核心金属 3D 打印技术生产相关产品，后处理过后进行销售。图表图表 27：铂力特设备性能对比情况铂力特设备性能对比情况 技术指标参数技术指标参数 EOS-M400 铂力特铂力特-S500 铂力特铂力特-S600 最大成型尺寸 400mm X400mm X 400mm 400mmX400mmX1500mm 600mmX600mmX600mm 分层厚度 20-100um 20-100um 20-100um 激光器功率及数量 1000W*1 500W*4 500W*4 激光器光束质量 M

75、2 1.1 M2 1.1 M2 1.1 最大扫描速度 7m/s 7m/s 7m/s 重复定位精度+5um+5um+5um 最高预热温度 200C 200C 200C 氧含量/200ppm 200ppm 铺粉方式 前后双向铺粉 左右双向铺粉 前后双向铺粉 丨公司名称 诚信专业 发现价值 22 请务必阅读报告末页的重要声明 行业专题研究|机械设备 可打印材料 铁合金、铝合金、钻铬合金、高温合金、不锈钢、模具钢等 铁合金、铝合金、钻铬合金、高温合金、不锈钢、模具钢等 铁合金、铝合金、钻铬合金、高温合金、不锈钢、模具钢等 数据来源：铂力特招股说明书，华福证券研究所 毛利率高位企稳，细分领域营收持续高增

76、。毛利率高位企稳，细分领域营收持续高增。铂力特近三年在维持高毛利率的同时营收仍保持高速增长。分下游应用行业来看，航空航天领域在毛利率高于 50%的情况下连续三年增长，2022 年同比增速为 101.71%。3.2 华曙高科：华曙高科：3D 打印领军企业，技术创新驱动公司发展打印领军企业，技术创新驱动公司发展 华曙高科为中国领先工业级增材制造技术全套解决方案提供商。华曙高科十余年来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（SLM）增材制造设备和高分子（SLS）增材制造设备，并提供 3D 打印材料、工艺及服务。公司已开发 20 余款设备，并配套 40 余款专用材料及工艺

77、，正加速应用于航空航天、汽车、医疗、模具等领域。公司是全球极少数同时具备 3D 打印设备、材料及软件自主研发与生产能力的增材制造企业，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。图表图表 28：公司营收：公司营收 图表图表 29：公司销售毛利率：公司销售毛利率 数据来源：Wind，华福证券研究所 数据来源：Wind，华福证券研究所 0%10%20%30%40%50%60%70%005006007008009001,000202120222023Q3营业总收入同比(%)(百万）43.68%50.27%52.72%48.23%54.55%

78、46.69%35%40%45%50%55%60%202120222023Q3 丨公司名称 诚信专业 发现价值 23 请务必阅读报告末页的重要声明 行业专题研究|机械设备 图表图表 3030：华曙高科发展历程华曙高科发展历程 数据来源：公司官网，华福证券研究所 产品矩阵涵盖行业上游粉末与中游设备。产品矩阵涵盖行业上游粉末与中游设备。华曙高科形成了系列自主 SLS 高分子粉末材料产品及匹配 SLM 与 SLS 设备多样化应用的工艺体系，协同公司核心产品构成多位一体的金属与高分子工业级增材制造完整自主技术与品牌价值体系，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

79、研发应用方向上成为走在国际前列的民族企业。华曙高科率先在行业内开放设备及其软件技术功能，以设备、软件、材料、工艺的全方位开放，降低行业技术应用门槛。同时，公司依托强大的设计、生产、服务的系统综合能力，快速响应市场多样、复杂的产业化需求，连续、稳定向美国、德国等增材制造强国销售工业级自有品牌 SLM、SLS 打印设备及 SLS 尼龙粉末材料，自主产品出口至全球 30 多个国家。图表图表 3131：3D3D 打印产业链发布情况打印产业链发布情况 数据来源：华曙高科招股说明书，华福证券研究所 丨公司名称 诚信专业 发现价值 24 请务必阅读报告末页的重要声明 行业专题研究|机械设备 收入和利润快速稳

80、步增长。收入和利润快速稳步增长。2019 年到 2022 年营业总收入和归母净利润均保持稳步增长，2020 年华曙高科实现营业收入 2.17 亿元，同比增长 40%，归母净利润 0.41 亿元，同比增长 128%。2021 年没有受到疫情的负面影响，公司业绩持续快速增长，2021 年营收 3.34 亿元，同比 54%，净利润 1.17 亿元，同比 187%。22 年营收稳步增长，净利润由于疫情影响期间费用大幅提升，出现下降的情况。公司的技术优势主要体现在：公司的技术优势主要体现在：1）完整性，是市场上少数掌握从原材料到成品制造的完整技术体系的公司，同时掌握了动态聚焦和定焦两种 SLM 技术的主

81、要分支；2）自主性，公司可提供设备零部件完全国产化替代方案，拥有完全自主知识产权的具有开放性特征的全套 3D 打印工业软件系统，可从软件端设置多类技术参数开放供用户自由调节，可为重要领域的增材制造技术应用提供具有信息安全保障的国产化高性能增材制造设备；3）开放性，公司的技术体系与产业化客户深度绑定、协同并进。3.3 银邦股份：银邦股份：高端金属复合材料领先企业，子公司深耕高端金属复合材料领先企业，子公司深耕 3D 打印行业打印行业 高端金属复合材料领先企业，产品矩阵完善。高端金属复合材料领先企业，产品矩阵完善。公司立足铝合金复合材料、多金属复合材料等新材料、新技术的综合化研发和生产，向着轻量化

82、材料解决方案提供商转型升级，公司生产的钎焊铝合金复合材料全面应用于汽车热交换、家用空调、轨道交通、航空航天、电站空冷等领域，通过与国际一线的主机厂商建立合作共同服务于特斯拉、BMW、奔驰、中车、卡特彼勒、GM 等品牌。公司自主研制开发铝钢、铝不锈钢、铝铜、铝钛、铜钢、钢不锈钢等数十种多层金属复合材料产品系列,图表图表 3232：华曙高科营业总收入（百万，华曙高科营业总收入（百万，%）图表图表 3333：华曙高科归母净利润加速增长（百万，华曙高科归母净利润加速增长（百万，%）数据来源：Wind，华福证券研究所 数据来源：Wind，华福证券研究所 0%10%20%30%40%50%60%05010

83、00350400450500200222023Q3营业收入YOY-50%0%50%100%150%200%0204060800222023Q3归母净利润YOY 丨公司名称 诚信专业 发现价值 25 请务必阅读报告末页的重要声明 行业专题研究|机械设备 可满足对材料性能多样化的需求，在生活电器、汽车零部件材料、高档炊具、手机外壳和中框材料、海洋工程、航空航天、机械冶金等领域有着广阔的应用前景。图表图表 34：多金属复合材料应用领域多金属复合材料应用领域 数据来源：公司官网，华福证券研究所 飞而康是国内最早从事

84、金属飞而康是国内最早从事金属 3D 打印应用服务的厂商之一，深耕航空航天业务打印应用服务的厂商之一，深耕航空航天业务十余载，建设工业化生产工厂，积极推动十余载，建设工业化生产工厂，积极推动 3D 打印产业化应用。打印产业化应用。飞而康是国内首家通过金属 3D 打印适航认证、拥有金属粉末制备-金属 3D 打印部件制造-热等静压处理-性能检测完整生产工艺的企业，制造的 3D 打印零件已被批量应用到 C919 飞机的生产中。飞而康这两年都实现了破亿的营业收入，其中大部分任务是为航空航天领域配套的，航空航天产品是飞而康目前的业务基石，也正是这个领域高质量、高标准的要求磨砺了飞而康技术能力和交付能力。图

85、表图表 35：由飞而康由飞而康 3D 打印的打印的 C919 飞机登机舱门钛合金机构零件分布图飞机登机舱门钛合金机构零件分布图 数据来源：南极熊 3D 打印，华福证券研究所 丨公司名称 诚信专业 发现价值 26 请务必阅读报告末页的重要声明 行业专题研究|机械设备 4 风险提示风险提示（一）产业政策风险。（一）产业政策风险。增材制造行业系国家重点扶持的战略新兴产业，国家产业政策对该行业的发展起到了积极的引导作用。如果未来政府对行业支持政策发生变化导致财政税收优惠、政府补助及科技扶持等政策缩减甚至取消，将会对行业生产经营造成不利影响。（二）技术迭代风险。（二）技术迭代风险。随着增材制造技术的发展

86、，应用领域的扩大，技术的升级迭代加快，不同技术之间的竞争加剧，技术创新和新产品开发仍是行业竞争的关键。若企业无法保持技术先进性则可能导致竞争力下降。（三）供应链风险。（三）供应链风险。国内增材制造领域振镜、激光器等核心零部件进口依赖严重，若因地缘政治导致进口受限，且短期内无法国产化替代，则可能影响到企业产品的交付。丨公司名称 诚信专业 发现价值 27 请务必阅读报告末页的重要声明 行业专题研究|机械设备分析师声明分析师声明 本人具有中国证券业协会授予的证券投资咨询执业资格并注册为证券分析师，以勤勉的职业态度，独立、客观地出具本报告。本报告清晰准确地反映了本人的研究观点。本人不曾因，不因，也将不

87、会因本报告中的具体推荐意见或观点而直接或间接收到任何形式的补偿。一般声明一般声明 华福证券有限责任公司（以下简称“本公司”）具有中国证监会许可的证券投资咨询业务资格。本报告仅供本公司的客户使用。本公司不会因接收人收到本报告而视其为客户。在任何情况下，本公司不对任何人因使用本报告中的任何内容所引致的任何损失负任何责任。本报告的信息均来源于本公司认为可信的公开资料，该等公开资料的准确性及完整性由其发布者负责，本公司及其研究人员对该等信息不作任何保证。本报告中的资料、意见及预测仅反映本公司于发布本报告当日的判断，之后可能会随情况的变化而调整。在不同时期，本公司可发出与本报告所载资料、意见及推测不一致

88、的报告。本公司不保证本报告所含信息及资料保持在最新状态，对本报告所含信息可在不发出通知的情形下做出修改，投资者应当自行关注相应的更新或修改。在任何情况下，本报告所载的信息或所做出的任何建议、意见及推测并不构成所述证券买卖的出价或询价，也不构成对所述金融产品、产品发行或管理人作出任何形式的保证。在任何情况下，本公司仅承诺以勤勉的职业态度，独立、客观地出具本报告以供投资者参考，但不就本报告中的任何内容对任何投资做出任何形式的承诺或担保。投资者应自行决策，自担投资风险。本报告版权归“华福证券有限责任公司”所有。本公司对本报告保留一切权利。除非另有书面显示，否则本报告中的所有材料的版权均属本公司。未经

89、本公司事先书面授权，本报告的任何部分均不得以任何方式制作任何形式的拷贝、复印件或复制品，或再次分发给任何其他人，或以任何侵犯本公司版权的其他方式使用。未经授权的转载，本公司不承担任何转载责任。特别声明特别声明 投资者应注意，在法律许可的情况下，本公司及其本公司的关联机构可能会持有本报告中涉及的公司所发行的证券并进行交易，也可能为这些公司正在提供或争取提供投资银行、财务顾问和金融产品等各种金融服务。投资者请勿将本报告视为投资或其他决定的唯一参考依据。投资评级声明投资评级声明 类别类别 评级评级 评级说明评级说明 公司评级 买入 未来 6 个月内，个股相对市场基准指数涨幅在 20%以上 持有 未来

90、 6 个月内，个股相对市场基准指数涨幅介于 10%与 20%之间 中性 未来 6 个月内，个股相对市场基准指数涨幅介于-10%与 10%之间 回避 未来 6 个月内，个股相对市场基准指数涨幅介于-20%与-10%之间 卖出 未来 6 个月内，个股相对市场基准指数涨幅在-20%以下 行业评级 强于大市 未来 6 个月内，行业整体回报高于市场基准指数 5%以上 跟随大市 未来 6 个月内，行业整体回报介于市场基准指数-5%与 5%之间 弱于大市 未来 6 个月内，行业整体回报低于市场基准指数-5%以下 备注：评级标准为报告发布日后的 612 个月内公司股价（或行业指数）相对同期基准指数的相对市场表现。其中，A 股市场以沪深 300 指数为基准；香港市场以恒生指数为基准；美股市场以标普 500 指数或纳斯达克综合指数为基准（另有说明的除外）。联系方式联系方式 华福证券研究所华福证券研究所 上海上海 公司地址：上海市浦东新区浦明路 1436 号陆家嘴滨江中心 MT 座 20 层 邮编：200120 邮箱：