3D打印行业报告 ( 80 页)

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目录

1、3D 打印：一种新型制造方式，传统加工技术的重要补充....10

1.1、3D 打印属于增材制造，具有“自由制造、去模具、减废料、降库存”的优势.... 10

1.2、目前主要有七大类工艺，粉末床熔融是主流路线......13

1.2.1、七大工艺及其子工艺原理：SLM 技术居于重要地位...... 15

1.2.2、工艺路线百花齐放，金属3D 打印工业化应用最成熟.....21

1.2.3、大尺寸、多激光、低成本是未来趋势..... 23

1.3、行业政策....24

1.3.1、欧美等海外国家政策：重点发展金属增材和在航空航天的应用..... 24

1.3.2、国内政策：将增材制造列入战略发展层面，PBF、DED 工艺作为重要方向...... 25

2、行业产业链分析....26

2.1、行业上游：原材料及零件...... 27

2.1.1、原材料：金属粉末材料占比持续提升..... 27

2.1.2、振镜和激光器：价值量占成本40% .... 29

2.2、行业中游：打印设备占据产业链主导地位，设备商逐步转型综合方案提供商...... 31

2.3、行业下游：涵盖航空航天、汽车、医疗及消费电子等领域....... 33

3、航空航天应用：3D 打印应用最深的领域..... 35

3.1、3D 打印在航空航天领域的应用价值：轻量化和一体化.....35

3.1.1、应用优势：实现复杂结构件的轻量化及一体化制造....35

3.1.2、目前主流工艺是SLM，适用材料为金属合金..... 36

3.2、3D 打印应用的实际案例....38

3.2.1、火箭发动机：应用3D 打印技术最多的零件....... 38

3.2.2、飞机发动机：GE 利用3D 打印技术实现部分零部件减重25%、降本30% ....... 41

3.2.3、其他应用：飞机起落架、火箭、卫星等......41

3.3、市场格局及规模.....43

3.3.1、全球航空航天3D 打印市场格局：CR5 约57%，欧美企业主导.... 43

3.3.2、市场规模测算：火箭发动机和飞机发动机每年对打印设备需求量超百台.......43

4、民用市场的新未来：消费电子......47

4.1、“钛合金+3D 打印”优势突出，应用方兴未艾..... 47

4.1.1、钛合金具有高机械强度、高强度重量比、耐腐蚀性等优势.....47

4.1.2、3D 打印可以解决钛合金技术的量产痛点和成型问题......47

4.1.3、综合优势减轻减薄，钛合金3D 打印成本逐渐下降.... 48

4.2、3D 打印钛工艺：主流路线SLM 和EBM .......50

4.3、应用案例：手机中框、手机折叠屏铰链等.....50

4.4、市场规模：折叠屏铰链、手机中框打造百亿级市场...... 51

4.4.1、手机折叠屏铰链...... 51

4.4.2、手机中框..... 52

5、汽车及人形机器人应用.....55

5.1、汽车：缩短研发周期、助力降本增效.... 55

5.1.1、主要应用方向：前端研发....55

5.1.2、3D 打印有望改变传统电动汽车制造方式....55

5.1.3、宝马、大众等车企也逐渐启用3D 打印技术....... 56

5.2、人形机器人：3D 打印助力人形机器人实现灵活运动.... 58

6、行业规模、格局及增长空间..... 60

6.1、行业规模....60

6.1.1、3D 打印行业目前处于成长上升期.......60

6.1.2、2013-2023 年行业规模以21%复合增速增长，2023 年全球销售额达200 亿美元.....60

6.2、行业格局....62

6.2.1、国家层面：欧美领先、亚洲追赶，美国和中国位列前二.... 62

6.2.2、企业层面：格局相对分散，竞争较为激烈...... 62

6.3、增长空间：收入规模有望实现翻倍式增长.....64

7、海外公司巡礼....... 65

7.1、3D Systems .......65

7.1.1、主要技术路线SLA、SLS 和SLM，应用领域为工业和医疗保健....... 65

7.1.2、财务情况：2023 年收入规模约5 亿美元....65

7.2、SLM Solutions .......66

7.2.1、专注于SLM 技术，2023 年被尼康收购......66

7.2.2、财务情况：2022 年收入规模约1 亿欧元....67

7.3、航空航天领域主要企业......67

7.3.1、Stratasys：业务以聚合物3D 打印为主......67

7.3.2、Desktop Metal：粘合剂喷射全球领先....68

7.3.3、Velo 3D：金属3D 打印领先，与SpaceX 合作紧密...... 69

8、产业链国内公司梳理.... 70

8.1、产业链上游企业.....70

8.1.1、有研粉材：主营业务为有色金属粉体材料...... 70

8.1.2、金橙子：振镜控制系统市场领先.....71

8.1.3、锐科激光：国内工业激光器龙头.....72

8.2、产业链中游企业.....73

8.2.1、铂力特：国内金属3D 打印龙头企业...... 73

8.2.2、华曙高科：工业级增材制造领域龙头企业...... 75

8.3、产业链下游企业.....77

8.3.1、金太阳：3D 打印后处理厂商...... 77

9、行业评级及重点推荐个股..... 78

10、风险提示.... 79

图表目录

图1： 3D 打印流程.... 10

图2： 3D 打印发展历程..... 12

图3： 选区激光熔融（SLM）成形原理图......16

图4： 选区激光烧结（SLS）成形原理图...... 16

图5： 电子束熔化（EBM/EBSM）成形原理图......16

图6： 多射流熔融成形（MJF）成形原理图.......16

图7： 激光近净成形（LENS）成形原理图....17

图8： LENS 450 定向能量沉积装备......17

图9： 电子束熔丝沉积（EBDM）成形原理图....... 17

图10： 电弧熔丝（WAAM）成形原理图....... 17

图11： 立体光固化成形（SLA）成形原理图..... 18

图12： 数字光处理成形原理图...... 18

图13： 三维立体打印（3DP）成形原理图.... 19

图14： DM P2500 高精度黏结剂喷射金属增材制造装备...... 19

图15： 熔融沉积成形（FDM）原理图.......19

图16： Stratasys F900 材料挤出增材制造装备.....19

图17： 材料喷射成形（PJ）原理图...... 20

图18： 叠层实体制造成形原理图...... 20

图19： LOM-2030 型薄材叠层装备....... 20

图20： 金属3D 打印已实现工业应用.... 23

图21： BLT-S1500 技术参数..... 23

图22： 各国家及地区3D 打印发展方针.... 25

图23： FAA 增材制造路线图..... 25

图24： 3D 打印产业链图谱....... 26

图25： 2021 年全球3D 打印行业细分行业结构....26

图26： 2021 年中国3D 打印行业细分行业结构....26

图27： 2015-2021 年全球增材制造原材料销额占比..... 27

图28： 2011-2021 年全球金属增材制造材料销售额及增速.......27

图29： 中国增材制造原材料市场占比....... 28

图30： 深圳JPT 连续光纤激光器..... 29

图31： 振镜系统工作原理..... 29

图32： 2019-2022H1 华曙高科进口激光器和振镜的比例..... 30

图33： SLM Solutions 对多激光设备销量占比的预测.......30

图34： 2017-2021 年全球增材制造工业级设备销售量及增速.......32

图35： 中国3D 打印设备分工艺占比（截至2022 年10 月） ...... 32

图36： 2017-2021 年全球金属3D 打印设备销售额及增速....... 33

图37： 2017-2023 年全球金属3D 打印设备销量及增速.......33

图38： 2021 年全球增材制造下游领域占比...... 34

图39： 中国增材制造下游领域占比（截至2022 年10 月） ..... 34

图40： 3D 打印在航空航天领域的应用优势...... 35

图41： 2024 年按材料类型分航空航天3D 打印全球市场规模占比.......37

图42： Orbex 公司SLM 技术打印的一体化推力室....... 39

图43： Launcher 公司SLM 技术打印的火箭发动机涡轮泵组件....... 39

图44： 3D 打印的氧化剂阀体....39

图45： Raptor 系列1-3 代发动机对比...... 39

图46： 深蓝雷霆-R1 发动机...... 40

图47： 星河动力“苍穹”发动机...... 40

图48： GE 公司3D 打印的发动机燃油喷嘴...... 41

图49： C919 LEAP-1C 发动机......41

图50： 3D 打印的喷气式飞机前起落架..... 42

图51： 北京星际荣耀公司3D 打印的栅格舵..... 42

图52： 2023 年全球航空航天3D 打印市场前10 强生产商排名....43

图53： 华为及荣耀折叠屏手机系列厚度和重量变化..... 49

图54： 铂力特金属3D 打印粉末产品价格变化..... 49

图55： 锐科激光激光器产品价格变化....... 49

图56： Arcam EBM Spectra L 和雷尼绍RenAM 500Q 钛金属3D 打印机.......50

图57： 全球折叠屏智能手机出货量及渗透率预测..... 52

图58： 中国折叠屏智能手机出货量及渗透率预测..... 52

图59： iPhone 15 尺寸与重量....... 53

图60： Xiaomi 14 Pro ....53

图61： 汽车领域3D 打印的应用....... 55

图62： 特斯拉Model Y 一体成型车架将原来70 个零部件合为2 个大件..... 56

图63： XEV 旗下LSEV 电动汽车部件采用3D 打印需要花费的时间....56

图64： HP Metal Jet 技术生产的汽车零部件....57

图65： 宝马慕尼黑3D 打印工厂....... 57

图66： 3D 打印产业周期....... 60

图67： 1995—2023 年全球增材制造产业产值及增速.......61

图68： 2017—2025 年中国增材制造产业产值及增速.......61

图69： 全球增材制造设备装机量分布格局（截至2023 年9 月） .... 62

图70： 分具体地区全球增材制造设备装机量份额（截至2023 年9 月） ..... 62

图71： 中国3D 打印设备市场竞争格局（截至2023 年3 月） .....63

图72： 3D Systems 金属3D 打印机产品...... 65

图73： 3D Systems 2021-2023 年营收和净利润...... 66

图74： 3D Systems 2023 年营收构成.......66

图75： SLM Solutions 主要产品....66

图76： SLM Solutions 2019-2023H1 营收及增速.....67

图77： SLM Solutions 2022 年营收构成.......67

图78： Stratasys 2021-2024H1 营收及增速..... 68

图79： Stratasys 2023 年营收构成....... 68

图80： Desktop Metal 3D 打印机P-50 ..... 68

图81： Desktop Metal 2022-2024H1 营收及增速..... 68

图82： VELO 3D Sapphire 打印机....69

图83： 国内3D 打印产业链图谱....... 70

图84： 有研粉材3D 打印粉体材料产品.... 71

图85： 有研粉材2023 年营业收入分产品构成......71

图86： 金橙子FalconScan-14 精密振镜.......71

图87： 金橙子2021-2024H1 营业收入及毛利率.......72

图88： 金橙子2023 年营业收入分产品构成..... 72

图89： 锐科激光3D 打印专用光纤激光器.....72

图90： 锐科激光2021-2024H1 营业收入及毛利率....... 72

图91： 铂力特2019-2024H1 营收及增速......74

图92： 铂力特2019-2024H1 毛利率.....74

图93： 铂力特2023 年营业收入分产品构成..... 74

图94： 铂力特2023 年营业收入分行业构成..... 74

图95： 华曙高科2019-2024H1 营收及增速......76

图96： 华曙高科2019-2024H1 毛利率..... 76

图97： 华曙高科2023 年营业收入分产品构成......76

图98： 华曙高科2023 年营业收入分行业构成......76

图99： 金橙子2019-2024H1 营收及增速......77

图100： 金橙子2019-2024H1 毛利率.......77

表1： 增材制造与减材制造对比.... 13

表2： 主流七大类3D 打印技术路线...... 14

表3： 3D 打印材料分类..... 15

表4： 主流3D 打印工艺对比总结......21

表5： 部分国家支持3D 打印行业的政策梳理....... 24

表6： 国内支持3D 打印行业的政策梳理.......25

表7： 3D 打印材料分类、特性及应用....... 28

表8： 桌面级和工业级3D 打印设备对比.......31

表9： 航空航天领域增材制造工艺特性......36

表10： 航空航天领域增材制造常用材料....37

表11： SpaceX 火箭发动机3D 打印设备需求测算表....44

表12： C919 发动机3D 打印设备需求测算表.......45

表13： C919 订单情况统计....... 45

表14： 消费类产品常用的四种合金材料物理性能对比......47

表15： 手机金属中框四大材质对比.......48

表16： 手机厂商应用钛合金材料案例....... 51

表17： 折叠屏手机钛合金铰链轴盖3D 打印市场空间测算....... 52

表18： 手机中框3D 打印市场空间测算参数..... 54

表19： 手机中框3D 打印市场空间测算结果..... 54

表20： Atlas 3D 打印的人形机器人零件....58

表21： 除Atlas 外其他应用3D 打印技术的人形机器人案例.....59

表22： 全球市场3D 打印行业主要企业对比..... 63

表23： EOS 与铂力特3D 打印设备性能对比....73

表24： 华曙高科与可比公司金属3D 打印设备关键技术指标对比.... 75