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-20230728-招商证券-35页_2mb

金属3D打印行业深度报告总结

核心内容

金属3D打印是一种以数字三维建模为基础，通过层层叠加、分层制造的成型技术，主要应用于航空航天、汽车、医疗等高端领域。消费电子行业有望成为新的增长点，推动金属3D打印市场规模增速快于行业整体。该行业在原材料、设备和技术端均具有较高的技术壁垒，上游和中游是投资关注的重点。

主要观点

• 技术原理：金属3D打印采用“自下而上”的离散-堆积原理，通过激光、电子束等高能束对金属材料进行逐层熔化或沉积，实现复杂形状的快速制造。
• 发展历程：自1940年提出概念，1986年光固化技术（SLA）的出现标志着3D打印技术从模型制造向实际应用迈进。2000年后，金属3D打印技术（如SLM、LENS）逐渐成熟，进入产业化阶段。
• 产业政策：我国自2015年起出台多项政策支持3D打印发展，包括《中国制造2025》、《增材制造产业发展行动计划》等，推动行业标准化和产业化进程。
• 产业链结构：3D打印产业链分为上游（原材料、核心硬件、辅助运行）、中游（设备及打印服务）和下游（应用领域）。中游企业占据主导地位，提供设备与服务。
• 行业增长：预计2025年全球3D打印市场规模将达到298亿美元，CAGR为18.2%。金属3D打印增速预计高于整体行业。
• 应用领域：3D打印已广泛应用于航空航天、医疗、汽车、消费电子等领域，其中航空航天和医疗领域增长较快。消费电子行业随着荣耀、苹果等龙头公司引入钛合金3D打印技术，有望打开新的市场空间。
• 重点公司：铂力特、有研粉材、楚江新材、华曙高科等企业是行业重点关注对象，具备全产业链布局或在特定领域具备优势。

关键信息

上游：原材料与制备工艺

• 金属材料：主要包括钛合金、铝合金、不锈钢等，占全球3D打印材料的约18.2%，国内占比达40%。
• 主要制备工艺：
  • 气雾化（GA）：最普遍的球形粉末制备方法，适用于非活性金属和高温合金，粉末粒度<100μm，细粉收得率较高。
  • 等离子旋转电极雾化（PREP）：适用于钛合金、高温合金，粉末粒度分布较窄，球形度高，但细粉收得率较低。
  • 等离子熔丝雾化（PA）：可制备多种金属粉末，但受限于丝材，成本较高。
  • 等离子球化（PS）：制备的粉末球形度高，但尚未实现工业化生产。

中游：主要工艺与竞争格局

• 主流工艺：
  • 粉末床熔融（PBF）：包括SLM和EBM，适用于复杂结构件制造，是当前金属3D打印的主流技术。
  • 定向能量沉积（DED）：包括LENS、EBDM和WAAM，适用于修复和再制造。
• 竞争格局：全球市场由欧美厂商主导，如Sandvik、Carpenter等。国内厂商如铂力特、有研粉材、中航迈特等逐步缩小差距。

下游：应用领域与增长潜力

• 航空航天：3D打印在航空航天领域的应用广泛，包括发动机燃油喷嘴、机身结构件等。C919飞机中大量使用3D打印技术，显著提升效率和降低成本。
• 医疗领域：3D打印用于制造假体、植入物、耳蜗等部件，具有良好的生物相容性和耐腐蚀性，应用广泛。
• 汽车领域：主要用于研发环节，未来将向生产环节扩展，应用于最终零部件制造和维修。
• 消费电子：荣耀MagicV2和苹果Apple Watch Ultra等产品引入钛合金3D打印技术，有望成为新的增长点。

重点公司分析

铂力特

• 公司定位：军工领域领先企业，全产业链布局，涵盖粉体、设备、产品。
• 主要产品：钛合金、高温合金粉末，3D打印设备及定制化产品。
• 财务表现：2022年营收9.2亿元，同比增长66.3%。毛利率59%和51%，高于行业平均水平。
• 投资动态：2022年定增项目新增800吨粉末产能和489台/套设备，推动产能扩张和产品升级。

有研粉材

• 公司定位：以铜基粉末和锡基焊粉为主，3D打印粉体材料为新增长点。
• 主要产品：铜基金属粉体材料、锡基焊粉材料、3D打印粉体材料。
• 财务表现：2022年营收27.8亿元，归母净利润0.55亿元。3D打印粉体材料毛利率达43.6%，远高于公司整体水平。
• 投资动态：设立有研增材子公司，规划500吨/年增材项目，未来3D打印粉体材料销量预计维持高增长。

楚江新材

• 公司定位：拥有顶立科技，提供金属3D打印整体解决方案。
• 主要产品：钛合金、镍基高温合金、钴基等粉体材料及构件。
• 财务表现：2022年营收约9.7亿元，毛利率约14.2%。

华曙高科

• 公司定位：军工领域重点企业，技术先进。
• 主要产品：钛合金、高温合金等粉体材料及打印设备。
• 财务表现：2022年营收约14.7亿元，归母净利润0.39亿元，PE高达90.2。

风险提示

• 政策风险：国防政策及经费预算低于预期。
• 市场风险：需求不及预期，原材料发展不及预期。
• 竞争风险：竞争格局恶化，技术壁垒下降。
• 技术风险：金属3D打印技术在可加工材料、加工精度、表面粗糙度等方面仍需提升。

行业规模

• 全球3D打印市场规模：预计2025年达298亿美元，CAGR为18.2%。
• 中国3D打印市场规模：2021年为262亿元，同比增长34.4%。
• 金属3D打印市场：预计2024年全球市场规模达110亿美元，CAGR为27.2%。

财务数据概览

图表与数据

• 图1：增材加工原理示意图
• 图2：传统减材制造原理示意图
• 图3：3D打印行业发展历程
• 图4：3D打印产业链
• 图5：2021年全球3D打印行业结构
• 图6：2020年全球3D打印行业结构
• 图7：2021年全球3D打印行业原材料种类及占比
• 图8：2021年中国3D打印行业原材料种类及占比
• 图9：金属粉末传统制备方法归纳
• 图10：真空感应熔炼雾化（VIGA）示意图
• 图11：电极感应熔炼雾化（EIGA）示意图
• 图12：真空感应熔炼雾化（VIGA）示意图
• 图13：等离子熔丝雾化（PA）示意图
• 图14：等离子球化（PS）示意图
• 图15：主流3D打印工艺类型和技术名称
• 图16：2021年3D打印工艺技术份额
• 图17：激光选区熔化（SLM）工艺原理图
• 图18：激光近净成形（LENS）工艺原理图
• 图19：电弧增材制造技术（WAAM）工作原理图
• 图20：2021年3D打印设备市场竞争格局
• 图21：全球3D打印行业市场规模及增长率
• 图22：中国3D打印行业市场规模及增长率
• 图23：全球金属3D打印行业市场规模
• 图24：2021年全球3D打印行业下游应用领域分布
• 图25：2019-2021年全球航空航天3D打印规模及占比
• 图26：3D打印C919机头钛合金主风挡整体窗框
• 图27：3D打印C919发动机燃油喷嘴
• 图28：C919飞机登机舱门钛合金机构零件分布图
• 图29：3D打印C919中央翼缘条
• 图30：2019-2021年全球医疗领域3D打印规模及占比
• 图31：3D打印医疗器械主要类型
• 图32：2019-2021年全球医疗领域3D打印规模及占比
• 图33：荣耀MagicV2铰链轴盖采用钛合金3D打印工艺
• 图34：公司营业收入（亿元）及增速
• 图35：公司营收结构（按行业）
• 图36：公司营收结构（按产品）
• 图37：公司各产品毛利率
• 图38：公司归母净利润（亿元）及增速
• 图39：公司归母净利润及股份支付的影响（亿元）
• 图40：公司利润率情况
• 图41：公司研发费用（亿元）及增速
• 图42：公司营业收入及同比
• 图43：公司归母净利润及同比
• 图44：公司各产品营收占比
• 图45：公司各产品毛利占比
• 图46：有研增材股权结构
• 图47：公司3D打印粉体材料产销量（吨）
• 图48：公司3D打印粉体材料单吨盈利和成本（万元/吨）

表格数据

• 表1：3D打印政策梳理
• 表2：3D打印原材料及应用领域
• 表3：3D打印金属粉末的种类
• 表4：3D打印金属制粉常用方法的原理和优缺点
• 表5：国内外3D打印金属粉体主要厂商的产品类别、技术及产能
• 表6：金属3D打印技术与传统精密加工技术的比较
• 表7：金属3D打印在航空航天业的应用
• 表8：公司主要产品
• 表9：公司增材制造金属粉体产能投资情况
• 表10：公司增材制造金属粉体材料目标客户及需求量

结论

金属3D打印行业正处于快速发展阶段，特别是在航空航天、医疗和消费电子等高端领域，具有广阔的应用前景和市场空间。随着技术进步和政策支持，行业竞争格局将逐渐优化，重点企业如铂力特、有研粉材、楚江新材和华曙高科有望在行业中占据领先地位。然而，行业仍面临原材料发展、技术壁垒、市场竞争等多重风险，需持续关注政策导向和技术突破。