20160512-申万宏源-智能制造十三五规划系列报告三:金属3D打印助力高端制造产业升级,面临万亿市场_2mb
报告摘要
金属3D打印助力高端制造产业升级,面临万亿市场
核心内容
金属3D打印技术作为增材制造的一种,正在成为推动高端制造产业升级的重要力量。它通过逐层堆积材料,实现复杂结构的直接制造,具有设计自由、生产周期短、成本低、满足个性化小批量生产等优势。随着技术的不断进步,金属3D打印对材料制造和装备制造技术产生了变革性影响,特别是在高性能新材料的数字制造和超大超复杂结构的制造方面。
主要观点
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技术原理:3D打印技术基于计算机控制,通过逐层堆积材料,将三维问题转化为二维问题,最终形成三维实体。它包括多种技术类型,如SLA(光固化)、LOM(叠层实体制造)、SLS(选择性激光烧结)、FDM(熔融沉积)和3DP(三维粉末粘接)等。
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市场潜力:全球3D打印市场规模过去27年复合增速超过27%,2015年达到51.65亿美元。中国3D打印市场过去四年连续翻倍增长,2015年市场规模约78亿元人民币,且实际市场规模已超过2012年预测值,显示出强劲的增长势头。
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产业链发展:3D打印产业链包括上游材料、中游设备和下游服务。国际上,3D Systems和Stratasys通过并购形成全产业链布局,而国内产业链上下游分离,未来有望通过整合实现发展。
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应用场景:金属3D打印在航空航天、重大装备大型锻件和国防军工等领域应用广泛。例如,航空发动机零部件市场预计未来20年可达1.25万亿元,3D打印在航空航天领域应用占比大幅提升。
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投资建议:重点推荐南风股份、三垒股份、泰尔重工、银禧科技等A股上市公司,以及新三板的先临三维、联泰科技等。
关键信息
- 技术类别:SLA、LOM、SLS、FDM、3DP。
- 市场增长:全球3D打印市场年复合增长率超过27%,中国市场增速高于全球。
- 产业链:上游材料、中游设备、下游服务。
- 应用领域:航空航天、重大装备、国防军工、医疗、建筑等。
- 发展趋势:向产品设计、材料制备和构件制造一体化发展。
- 企业动向:3D Systems和Stratasys通过并购完善产业链,国内企业如先临三维和联泰科技也在积极布局。
技术分类及优缺点
| 技术类型 | 加工材料 | 工艺介绍 | 工艺优势 | 工艺劣势 | 应用领域 |
|---|---|---|---|---|---|
| 光固化法(SLA) | 光固化树脂 | 紫外线逐层照射液态光敏树脂,聚合后固化 | 成型速度快、精度高 | 需二次处理、材料较脆 | 精细艺术品、生物医疗、航空航天 |
| 叠层法(LOM) | 铝箔、塑料 | 激光切割热熔胶片,热压辊热压粘接,逐层成型 | 成型较快、表面粗糙、成本低 | 不能制造中空结构件 | 工业设计、模具制造、建筑装饰 |
| 激光选区烧结法(SLS) | 金属、陶瓷 | 激光烧结固化粉末材料,重复堆积成型 | 用于金属件、材料利用率高 | 成本高、技术难度大 | 航空航天、医学金属植入体 |
| 熔融沉积法(FDM) | 热塑性塑料 | 热熔性材料挤出后遇冷凝结固化沉积 | 污染小、材料可回收、性价比高 | 成型较慢、成品不精细 | 医疗、建筑、教育 |
| 三维粉末粘接法(3DP) | 石膏、彩色石膏 | 喷头用粘接剂将零件截面与材料粉末粘接 | 成型速度快、无需支撑、输出彩色产品 | 成品强度低、表面质量不高 | 医疗、建筑、汽车 |
3D打印对制造技术的变革
- 材料制造:3D打印可以实现高性能非平衡材料的数字制造,材料形核率和化学成分的均匀性远高于传统工艺。
- 装备制造:3D打印可以制造超大、超复杂结构的构件,实现低成本、短流程、快速的数字制造。
中国3D打印市场前景
- 中国是全球最具潜力的3D打印市场之一,未来几年市场规模增速将高于全球水平。
- 中国3D打印市场面临四大限制:产业链分离、原材料不成熟、技术标准不统一、成本昂贵。
- 2014~2020年中国3D打印市场规模的年均复合增长率预计在40%左右,有望在2019年达到200亿元,2020年在286.9亿至440.5亿元之间。
投资建议
- 重点推荐:南风股份、三垒股份、泰尔重工、银禧科技等A股公司,以及新三板的先临三维、联泰科技等。
- 产业链布局:建议关注具备全产业链布局能力的企业,如3D Systems和Stratasys。
未来展望
随着技术的不断成熟和产业链的逐步完善,3D打印技术将在更多领域发挥重要作用,成为推动新一轮工业革命的重要力量。
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