20240115_财通证券_国防军工行业专题报告:多行业同步渗透成长空间稳步打开_40页.pdf
国防军工/行业专 题报告/2024.01.15 请阅读 最后 一页 的重 要声 明!多行业同步渗透,成长空间稳步打开 证券研究报告 投 资评 级:看好(维持)最近 12 月市场表现 分 析师 佘炜超 SAC 证书编号:S0160522080002 联 系人 张飞 相关报 告 1.国 防 军 工 周 报(2024/01/06-2024/01/13)2024-01-14 2.国 防 军 工 周 报(2023/12/30-2024/01/06)2024-01-07 3.复盘国防军 工合同 公告,行业或 已开始困境 反转 2024-01-03 增 材 制造(3D 打 印)深 度 报告 核 心观 点 六大优势奠定增材制造成为数字时代智能制造重要发展方向:增材制造亦被称 为 3D 打印技 术,不同于传 统制造 业通过 切削 等机械加 工方式 对材料去 除 而 成 形 的“减”材 制 造,增 材 制 造 对 材 料 自 下 而 上 逐 层 叠 加,将 三 维 实体 变 为 若 干 个 二 维 平 面,大 幅 降 低 制 造 复 杂 度。金 属 增 材 制 造 技 术 相 较 于 传统 精 密 加 工 存在诸多 优 势:1)缩 短 新 产 品 研 发 及 实 现 周 期;2)可 高 效 成 形更 为 复 杂 的 结 构;3)实 现 一 体 化、轻 量 化 设 计;4)材 料 利 用 率 较 高;5)实现优良 力学性 能;6)对 于 较小 批 量生产 任务,可以 显著降低 单件成本。多 行 业 同 步 渗 透,成 长 空 间 稳 步 打 开:当前增材制造应 用 领 域 已 经 由 早期 的 航 空 航 天 领 域 稳 步 渗 透 至 医 疗 器 械、汽 车 制 造、消 费 电 子 等 领 域,根据工信部数 据,2012-2022 年,中国增 材制造 产业规 模 自 10 亿元增长 至 320 亿元,年复 合增长 率 达 41.42%。据左 世全 增材制 造十 年发展及 展望 数据,我国增材 制造产 业规模 有望 于 2027 年超过千亿,2022-2027 年 CAGR 有望达到 25.59%。随 着 居 民 收 入 水 平 提 升,医 疗/牙 科 用 增 材 制 造 市 场 或 将 稳 步 提升,随 着 钛 合 金 等 高 端 金 属 在 消 费 电 子 领 域 的 应 用,消 费 电 子 用 增 材 制 造 空间 亦 将 稳 步 打 开。此 外,随 着 原 材 料 制 造 技 术 的 逐 渐 成 熟 及 成 本 的 进 一 步下降,增材 制造在 汽车、科研、能源等 领域的 渗透率 有望 稳步 提升。增 材 制 造 产 业 链 解 析:1)上 游:主 要 为 原 材 料 制 备、核 心 硬 件 和 辅 助 运行系统供 应商。原材 料:国内市场 非金属 与金属 占比 约 6:4,当前 原材料价格约为 同等重 量传统 粉 体 10 倍,改善 材料 制备技 术或可普及 3D 打印;核 心 软 硬 件:软 件 主 要 包 括 设 备 工 业 软 件 系 统 及 应 用 软 件,目 前 大 部 分 系向第三方采 购,国 产化程 度有 待提高。2)中游:主流 3D 打印 技 术可分 三类:挤出成型(FDM)、光 聚 合(SLA、DLP、PolyJet 等)和烧结 粘 结 成 型(SLM、SLS、EBM 等),中国 3D 打印 设备主 要以 SLS、SLM(合计占 比约32%)和非金属的 FDM(占 比 15%)。3)下游:增材 制 造 在 下 游 应 用 方 式主 要 分 为 直 接 制 造、设 计 验 证 和 原 型 制 造,主 要 应 用 于 航 空 航 天、医 疗/牙科、汽车、消费 电子等 领域,未来渗 透率有 望稳步 提升。投资建议:目前增材制造 集中在 B 端,中 国 增材 制造 主要集中 在工业 端且渗透 率 较 低,随 着 增 材 制 造 思 维 逐 渐 普 及,增 材 制 造 行 业 或 将 继续 享 受 高 成 长红 利,因 此 给 予 增 材 制 造 行 业“看 好”评 级。建议关注:铂 力 特、华 曙 高 科(材料、设备、产品全产业链布局企业);峰 华 卓 立(生产工艺扩展关注陶瓷 增 材 制 造);超卓航科(国 内 少 数 掌 握 冷 喷 涂 增 材 制 造 技 术 并 产 业 化 运 用的企业);先临三维(需求 端扩展关 注医疗 领域需 求)。风险提示:需 求 不 及 预 期 风 险;竞争格局恶化风险;原材料发展不及预期风险;行 业渗透 率不及 预期 风险。-21%-14%-8%-1%5%12%国防军工 沪深300 谨请参阅尾页重要声明及财通证券股票和行业评级标准 2 行业专题报告/证券研究报告 表 1:重点公司投资评级:代码 公司 总市值(亿元)收盘价(01.15)EPS(元)PE 投资评级 2022A 2023E 2024E 2022A 2023E 2024E 688333 铂力特 180.52 93.88 0.70 1.32 2.35 203.93 71.20 39.90 未覆盖 688433 华曙高 科 117.46 28.36 0.27 0.37 0.55 0.00 76.69 51.68 未覆盖 834914 峰华卓 立 3.65 6.50-0.28-23.21-未覆盖 688237 超卓航 科 30.66 34.22 0.75 0.77 1.24 74.56 44.40 27.60 未覆盖 830978 先临三 维 54.19 14.00 0.05-240.20-未覆盖 数据来源:wind 数据,财通证 券研究所(备注:未覆盖公司预测数据来自 wind 一致预期)YWEVuNrMsRnMpRnOsPrOmNbRbP7NnPpPoMnReRpPoPkPoPqOaQmMyRuOnRtRuOmNoR 谨请参阅尾页重要声明及财通证券股票和行业评级标准 3 行业专题报告/证券研究报告 1 增材制造:数字时代 的智 能制造.7 1.1 化数字为实体,铸虚 拟至 现实.7 1.2 多技术路线并存,性 能各 有优劣.10 1.3 金属增材制造技术未 来发 展趋势.11 2 增材制造市场空间广 阔,多领域应用稳步拓展.11 2.1 国家制造升级重点发 展方 向,密集政策推动行 业稳 步发展.11 2.2 增材制造进入高速增 长期,设备及服务仍将占 据主 要部分.12 2.3 航空航天零部件工艺 复杂,成为增材制造 天然 适配 领域.13 2.4 医疗领域产品高度定 制化,增材制造渗透率稳 步提 高.16 2.4.1 骨科植入物领域 3D 打印 应用广泛,市场规模 庞大,发展空间广阔.16 2.4.2 齿科天然具备定制化 属性,增材制造在齿科领 域空 间广阔.16 2.5 消费电子产品升级,增材 制造应用场景逐步扩 大.18 2.5.1 折叠屏手机风头正盛,轻 量化需求催生 3D 打印钛 合金市场.18 2.5.2 钛合金加速向消费电 子渗 透,3D 打印或将顺势实现 高速增长.19 2.6 从设计到制造,增材 制造 在汽车领域大有可为.20 3 增材制造全产业链构 建,未来应用市场不断扩 大.21 3.1 增材制造上游:原材 料价 格低位,CAD 软件国产率 有待 提高.22 3.1.1 总体原料非金为主,生产 成本成为市场痛点,粉末 制备工艺以期降本.23 3.1.2 核心硬件价格下行趋 势明 显,CAD 软件国产化率偏 低,.25 3.2 增材制造中游:国内 主供 工业制造,国外应用 范围 广泛.27 3.3 增材制造下游:对内 工业 级、对外消费级多场 景齐 发力.28 4 建议关注标的.29 4.1 铂力特:增材制造设 备及 服务一站式供应商.30 4.2 华曙高科:增材制造 装备 核心供应商.32 4.3 峰华卓立:增材制造 装备 及服务均衡发展.34 4.4 超卓航科:冷喷涂增 材技 术先锋企业.35 4.5 先临三维:齿科数字 化及 齿科增材制造核心企 业.37 4.6 其他增材制造公司.38 4.6.1 飞而康.38 4.6.2 鑫精合.38 内容目录 谨请参阅尾页重要声明及财通证券股票和行业评级标准 4 行业专题报告/证券研究报告 4.6.3 通宇航空(光韵达子 公司).39 4.6.4 中科煜宸.39 5 风险提示.39 图 1.增材制造流程示意图.7 图 2.增材制造与传统制造 流程对比.8 图 3.增材制造优点.9 图 4.增材制造在产品批量 较小时可以实现更低 的成 本.10 图 5.金属增材制造发展趋 势.11 图 6.2019-2027 年中国增材制造行业市场规模 及预 测.13 图 7.2022 年中国增材制造 细分领域营收占比.13 图 8.2021 年全球增材制造 应用领域占比.13 图 9.GE 的增材制造之路.14 图 10.GE Catalyst 发动机中使用增材制造技术 优点.15 图 11.GE 发动机喷油嘴零 部件使用增材制造优 点.15 图 12.华曙高科采用 SLM 工艺制造的火箭发动 机收 扩段.15 图 13.西发公司部署近百 台增材制造设备.15 图 14.中国骨科 3D 打印设备行业市场规模预测.16 图 15.2019-2025 年中国正 畸行业市场规模及空 间.17 图 16.增材制造技术在正 畸治疗流程中可深度 渗透.17 图 17.2021-2025 年中国 65-74 岁老年人潜在种植牙数 量.18 图 18.3D 打印个性化种植 牙.18 图 19.20202025E 中国折 叠屏手机出货量.19 图 20.Magic V2 手机铰链细节.19 图 21.iPhone 15 Pro 系列手机中框采用钛金属.20 图 22.Apple Watch Ultra 2 系列手表采用钛金属表 壳.20 图 23.增材制造汽车零部 件.20 图 24.至 2020 年 3D 打印在汽车领域的市场结 构.21 图 25.增材制造产业链.22 图 26.海绵钛近 6 年价格 变动情况(单位:元/千克).23 图表 目录 谨请参阅尾页重要声明及财通证券股票和行业评级标准 5 行业专题报告/证券研究报告 图 27.环氧树脂近 6 年价 格变动情况(单位:元/吨).23 图 28.2021 年中国 3D 打印材料分类占比.24 图 29.2021 年全球 3D 打印材料技术专利申请量.24 图 30.2012-2021 年我国各 功率光纤激光器价格 呈下 降趋势.26 图 31.2021 年中国制造业 CAD 市场份额.26 图 32.2021 年中国不同类 型增材制造设备市场 占比.27 图 33.2021 年中国 3D 打印整体应用领域占比.29 图 34.2021 年中国工业级 应用领域占比.29 图 35.铂力特 2018-23Q1-3 营收情况.31 图 36.铂力特 2018-23Q1-3 净利润情况.31 图 37.铂力特各业务收入 占比.31 图 38.铂力特各业务收入 毛利率情况.31 图 39.华曙高科 2019-23Q1-Q3 营收情况.32 图 40.华曙高科 2019-23Q1-Q3 净利润情况.32 图 41.华曙高科各业务收 入占比.33 图 42.华曙高科各业务毛 利率情况.33 图 43.峰华卓立 2018-2023H1 营收情况.34 图 44.峰华卓立 2018-2023H1 净利润情况.34 图 45.峰华卓立各业务收 入占比.35 图 46.峰华卓立各业务毛 利率占比.35 图 47.超卓航科 2018-23Q1-Q3 营收情况.35 图 48.超卓航科 2018-23Q1-Q3 净利润情况.35 图 49.超卓航科各业务营 收占比.36 图 50.超卓航科各业务毛 利率情况.36 图 51.公司 2018-23Q1-Q3 营收情况.37 图 52.公司 2018-23Q1-Q3 净利润情况.37 图 53.先临三维各业务营 收结构.37 图 54.先临三维各业务毛 利率情况.37 表 1.增材制造技术的发展 阶段.8 表 2.金属增材制造技术与 传统精密加工技术对 比.9 表 3.增材制造技术分类及 对比.10 表 4.中国增材制造相关政 策汇总.12 谨请参阅尾页重要声明及财通证券股票和行业评级标准 6 行业专题报告/证券研究报告 表 5.传统义齿工艺与 3D 打印义齿工艺对比.18 表 6.3D 打印材料分类.23 表 7.3D 打印金属制粉的 常用方法的原理和优 缺点.25 表 8.工业级 VS 桌面级 3D 打印设备.27 表 9.国内外 3D 打印设备 龙头企业对比.28 表 10.国内增材制造上市 公司对比.30 表 11.铂力特产能扩产项 目.32 表 12.华曙高科产能扩产 项目.33 表 13.超卓航科产能扩产 项目.36 表 14.先临三维定增项目 情况.38 谨请参阅尾页重要声明及财通证券股票和行业评级标准 7 行业专题报告/证券研究报告 1 增材制造:数 字时 代 的 智 能 制 造 1.1 化 数字 为实体,铸 虚拟至 现实 增 材 制 造 是 指 利 用 打 印 头、喷 嘴 或 其 他 打 印 技 术,通 过 材 料 堆 积 的 方 式 来 制 造零件或实物的工艺。增 材 制造(Additive Manufacturing;AM)亦被 称为 3D 打印,不同于 传统 制造业通 过切 削等机械加 工方式对 材料 去除从而成 形的“减”材 制造,增材制造 通 过对材料 自下 而上逐层叠 加的方式,将 三维实体变 为若干个 二维 平面,大幅降 低了 制造 的复 杂度。增材 制造 一般 可以 分为 6 个 步骤。1)3D 建 模:使用CAD 软件 进行 建模;2)转化 为 STL:将 模型 文件 转化 为 STL 文件 格式;3)切片处理:将 STL 文件 导入 切片软 件进 行切 片处 理;4)增材 制造:根 据切 片路 径信 息 控 制 打 印 过 程;5)去除增材制造 支撑:将打印好的模型从 打印机器中取出;6)产 品后 处理:使 用打 磨、抛光、着 色等 工艺 加强 产品外 观以 及力 学等 性能。图1.增材制 造 流 程示 意图 数据来 源:亿渡 数据,财 通证 券研 究 所 增 材 制 造 技 术 的 发 展 大 致 分 为“快 速 原 型 制 造”和“金 属 直 接 增 材 制 造”两 个阶 段。原 型 制 造 包 括 SLA、LOM、FDM、SLS,由 于 受 工 艺 和 材 料 的 限 制,加工的成品无法 达到产品 级 别性能要求,只能作为 原 型,或用于模 具制造的 样 件,所以被 称为“快 速原 型制 造”。然而 SLM、LENS、EBSM、EBF、IFF、W AAM 以激光束、电子 束、等离 子 束或电弧为热 源,能对 制 备好的金属粉 材或丝材 进 行逐层 熔 化 或 堆 积,可 直 接 制 造 出 金 属 零 件 成 品 或 半 成 品,因 此 被 称 为“金 属 直 接 增材 制造”。增材制造 技术随 着技术、材料、工艺的发 展,打印 的成品 在结构和 性能上有 很大 改善,正 在由“原型”向“产 品”逐步 升级。谨请参阅尾页重要声明及财通证券股票和行业评级标准 8 行业专题报告/证券研究报告 表1.增材制 造 技 术的 发展 阶段 阶段 年份 发明人 增材制 造 成 形技 术 材料 快速原 型制 造技术 1983 Hull C 光固化 成形 技术(Stereo Lithograhy Appearance,SLA)光敏树 脂 1986 Feygin M 分层实 体制 造(Laminated Object Manufacturing,LOM)纸基片 材 1988 Stratasys 公司 熔融沉 积成 型技 术(Fused Deposition Modeling,FDM)多种丝 材 1989 Deckard 激光选 区烧 结(Selective Laser Sintering,SLS)多种粉 材 1993 麻省理 工学 院 立体喷 墨打 印(Binder Jetting/Three-Dimension Printing,3DP)粉末 胶合 金属构 件的 直接增材 制造 技术 1990 NASA 兰 利研 究中 心 电子束 自由 成形 制造 技术(Electron Beam Free-form Fabrication,EBF)合金粉 材 1995 Meiners W 激光选 区熔 化成 形技 术(Selective Laser Melting,SLM)金属粉 材 1998 Sandia 国 立实 验室 激光工 程化 净成 型(Laser Engineered Net Shaping,LENS)钴基粉 材 1999 Cranfield 大学 电弧增 材制 造(Wire Arc Additive Manufacture,WAAM)金属丝 材 2001 Arcam 公司 电子束 选区 熔化(EBSM)金属丝 材 2004 Fronius 公司 电弧冷 金属 过渡 焊接 技术(CMT)合金铝 丝 2013 麻省理 工学 院 记忆合 金的 四维 打印 技术(Four Dimensional Printing,4DP)记忆合 金 数据来 源:张衡 增 材制 造的 现状 与 应用综 述,财通 证券 研究 所 与 传 统 制 造 的“减 材 制 造”方 式 相 比,增 材 制 造 的“增 材 制 造”特 性 使 其 与 传统制造 形成较好互补。传 统制造主 要通过 铸造、锻 造、机械 加工等 方式将 原 材料加工为所需的 零部件或 产 品,这种加工 方式对加 工 流程简单的产品 可以实 现 大规模生产,生产 效率较高,但对于批量较 小,工艺 复 杂的产品则效 率显著下 降。增材制造 技术通 过逐层添 加 材料的方式进 行制造,可 以实现对复杂 结构、小 批 量 结构的高 效制 造,因此,增 材制造 可以 形成 对传 统制 造领域 的有 效补 充。图2.增材制 造 与 传统 制造 流程 对比 数据来 源:亿渡 数据,财 通证 券研 究 所 谨请参阅尾页重要声明及财通证券股票和行业评级标准 9 行业专题报告/证券研究报告 表2.金属 增 材制 造 技 术与 传统 精密加 工技 术对 比 项目 金属 增 材制 造技术 传统精 密加 工技 术 技术原 理“增”材制 造(分层 制造、逐层 叠加)“减”材制 造(材料 去除、切削、组 装)技术手 段 SLM、LSF 等 磨削、超精 细切 削、精细 磨削与 抛光 等 适用场 合 小批量、复 杂化、轻 量化、定制 化、功能 一体 化零 部件制造 批量化、大 规模 制造,但 在复杂 化零 部件 制造 方面存在 局限 使用材 料 金属粉 末、金属 丝材 等(受限)几乎所 有材 料(不受 限)材料利 用率 高,可 超 过 95%低,材 料浪 费 产品实 现周 期 短 相对较 长 零件尺 寸精 度 0.1mm(相对 于传 统精 密加工 而言 偏差 较大)0.1-10m(超 精密 加工 精 度甚至 可达 纳米 级)零件表 面粗 糙度 Ra2 m-Ra10 m 之间(表面光 洁程 度较 低)Ra0.1 m 以下(表 面光 洁 度较高,甚 至可 达镜 面效果)数据来 源:西安 铂力 特增 材技 术股 份有限 公 司 2022 年度 向特 定对 象发 行 A 股股 票募 集说 明书,财通 证券 研究所 与 传 统 精 密 加 工 相 比,金 属 增 材 制 造 技 术 存 在 如 下 优 势:1)缩 短 新 产 品 研 发及实 现 周 期;2)可 高 效 成 形 更 为 复 杂 的 结 构;3)实 现 一 体 化、轻 量 化 设 计;4)材料利用率较 高;5)实现 优良的力学性 能;6)对于 批量较小 的生 产任务,可 以显著降 低单 件成 本。图3.增材制 造优点 数据来 源:西安 铂力 特增 材技 术股 份有限 公 司 2022 年度 向特 定对 象发 行 A 股股 票募 集说 明书,财通 证券 研究所 增材制造优点缩短新产品研发及 实现周期3D 打印工艺成形过程由三维模型直接驱动,无需模具、夹具等辅助工具,可以极大的降低产品的研制周 期,并节约昂贵的 模具 生产费用,提高产品研发 迭代速度。可高效成形更为复 杂的结构3D 打印的原理是将复杂的三维几何体剖分为二维的截面形状来叠层制造,故可以实现传统精密加工较难 实现的复杂构件成 形,提高零件成品率,同时提 高产品质量。实现一体化、轻量 化设计金属3D 打印技术的应用可以优化复杂零部件的结构,在保证性能的前提下,将复杂结构经变换重新设计成简单结构,从而起到减轻重量的效果,3D打印技术也可实现构件一体化成形,从而提升产品的 可靠 性。材料利用率较高与传统精密加工技术相比,金属3D 打印技术可节约大量材料,特别是对较为昂贵的金属材料而言,可节 约较大的成本。实现优良的力学性 能基于3D 打印快速凝固的工艺特点,成形后的制件内部冶金质量均匀致密,无其他冶金缺陷;同时快速凝 固的特点,使得材 料内 部组织为细小亚结构,成 形零件可在不损失塑性的情况下 使强度得到较大提 高。谨请参阅尾页重要声明及财通证券股票和行业评级标准 10 行业专题报告/证券研究报告 图4.增材制 造 在 产品 批量 较小 时可以 实现 更低 的成 本 数据来 源:Wohlers Associates Wohlers Report 2022,财 通证 券研 究所 1.2 多 技术 路线并 存,性能各 有优 劣 增材制造 从诞生至今近 40 年,目前处于多技术路线共存的状态。目前 的技 术路线主要 有 7 个:1)粉 末床 熔融;2)定向 能量 沉积;3)立 体光 固化;4)粘接 剂喷射;5)材料挤出;6)材料喷射;7)薄材叠层。七种基本的增材制造工艺中,金属 增材制造 工艺原理 主 要为粉末床熔 融和定向 能 量沉积两大类 别,采用 这 两类工艺原 理的 金属 增材 制造 技术都 可以 制造 达到 锻件 标准的 金属 零件。表3.增材制 造技 术分 类及 对比 成型工 艺 细分类 型 能源/热源 加工材 料 优点 缺点 粉末床 熔融PBF 激光选 区熔融(SLM)激光选 区烧 结(SLS)电子束 选区 熔化(EBSM)激光 镍基合 金、铝合金、钛 合金、陶 瓷等 精度 比 DED 略高 有残余 应力,需 要拓 扑优化,精度 差 定向能 量沉积 DED 激光定 向能 量沉 积(DED)激光金 属粉 末沉 积(LMD)电弧增 材制 造(WAAM)激光/其 他热源 金属粉/丝 尺寸较 大、速度 比PBF 快 表面粗 糙,需要 后处 理 立体光 固化SLA 光固化 成形(SLA)紫外数 字投 影打 印(DLP)LCD 打印 技术 激光、紫外光、LCD 光 光敏树 脂 精度高 需设计 支撑 结构、易 翘曲变形、后 处理 复杂 黏结剂 喷射BJ 立体喷 墨打 印法(3DP)打印时 无需加热 粉材、高分 子材料、金 属、陶瓷 粉 全彩色、精 度高、材料种类 多、无支 撑结构、尺 寸大、成 本低 加工金 属/陶 瓷材 料密度低,打印 后再 烧制 耗时、烦 琐 材料挤 出FDM 熔融沉 积成 型技 术(FDM)电加热 热塑性 材、高分 子材料、石蜡 等 成本低、加 工材 料多样 精度低、强 度低、加 工时间长、需 支撑 结构 材料喷 射MJ/NPJ/DOD 连续材 料喷 射(CMJ)纳米颗 粒喷 射(NPJ)按需滴 落(DOD)紫外光 液体光 聚合 物、纳米颗粒 物、液态 金属 快速、精度 高、强度高 材料成 本造 价昂 贵 薄材叠 层LOM 分层实 体制(LOM)激光切 割热熔胶 黏合 纸基片 材、塑料 薄膜、金 属箔、碳 纤维等 材料便 宜、快速、成本低、精度 高、无支撑结构 粗糙、弹性 差、强度低、易 变形、不 能制 造空心结 构 数据来 源:张衡 增 材制 造的 现状 与 应用综 述,华曙 高科 招股 说明 书,财通证 券研 究所 谨请参阅尾页重要声明及财通证券股票和行业评级标准 11 行业专题报告/证券研究报告 1.3 金 属增 材制造 技术 未来发 展趋 势 兼 顾 高 性 能、高 精 度、高 效 率、低 成 本、更 大 的 加 工 尺 寸 范 围 和 更 广 泛 的 材 料将是金属增材制造技术未 来发展方向。金属 增材 制 造技术 的发 展并不 是孤 立 的,其涉及制造工 艺、设备、材料、优化设 计等各个 方 面,总体来看,金属增 材 制造技术未来将分 别在制造 工 艺、制造设备、制造原 材 料、优化设计 等方面 有 较 为明确的发展趋势:1)制 造 工 艺 方 面:克 服 现 有 技 术 缺陷 并 提 升 优 势,发展增 减 材复合制造技术,发展新工艺理论;2)设备 方面:大型化、专业化以及智能化;3)原 材 料 方 面:开 发 更多 种 类、更 高 品 质、更 专 业 化 原 材 料,以 及 单 一 原 材 料向复合材料发展;4)优 化 设 计 方 面:突 破 传 统 制 造思 维 束 缚,发 展 拓 扑 优 化 设计、点 阵结 构设 计、点阵 结构设 计、一体 化结 构设 计等轻 量化 设计。图5.金属 增 材制 造发 展趋 势 数据来 源:铂力 特招 股说 明书,财 通 证券研 究所 2 增材制造 市 场 空间 广 阔,多 领 域应 用 稳 步 拓 展 2.1 国 家制 造升级 重点 发展方 向,密集政 策推 动行业 稳步 发展 增 材 制 造 是 先 进 制 造 的 重 点 方向,国 家 密 集 政 策 推 动 行 业 稳 步 发 展。中 国 高 度重视 增 材 制 造 产 业 发 展,工 信 部 会 同 国 家 发 改 委、教 育 部、科 技 部、财 政 部 等部门印发“十四五”智能 制造发展规 划,明确 将选 区激光熔融 装备、选 区激 光烧结成形装备 列入智能 制 造装备创新发 展行动,加 强自主供给,壮大产业 体 系新优势。金属增材制造技术发展趋势制造工艺方面对现有粉末床选区熔化技术、定向能量沉积技术、电弧增材制造技术等结合实际工程化应用经验及材料、粉末、智能化控制软件等的技术发展克服 缺陷并提升优势发展增减材复合制造技术:增材制造与传统的减材制造相融合,增材制造技术与机器人、数控机床、铸锻焊等多工艺技术相集成,从而提升增材制造技术的成型效率和精度发展基于新工艺理论的全新的金属增材制造技术设备方面持续提升设备效率、打印精度和稳定性大型化:增材制造装备成型尺寸已经步入“米”级时代专业化:针对不同应用领域的不同需求偏好,增材制造设备向更加专业化和精细化方向发展智能化:智能传感器、数字总线技术等智能部件融入增材制造装备,增材制造装备将更加智能化原材料方面开发更多种类、更高品质、更加专业化原材料单一原材料向复合材料发展优化设计方面 拓扑优化设计、点阵结构设计、一体化结构设计等轻量化设计将更多地用于金属增材制造设计领域 谨请参阅尾页重要声明及财通证券股票和行业评级标准 12 行业专题报告/证券研究报告 表4.中国增 材制 造相 关政 策汇 总 发布时 间 发布单 位 政策名 称 主要内 容 2022 年 4 月 科技部“十 四五”国 家重 点研发计 划重 点专 项 2022年度项 目申 报指 南“增材 制造 与激 光制 造”重点专 项 2022 年 度项 目申 报指南,涉 及 21 项增材制 造指 南任 务;“先 进结构 与复 合材 料”重点 专项 2022 年 度项 目申报指 南建 议,其中 有 3 个项目 涉及 到了 增材 制造 相关技 术;“高 端功能与智 能材 料”重点 专 项 2022 年度 项目 申报 指南 建 议,其 中 有 1 个项目涉及 到了 增材 制造 相关 技术。2021 年 11月 工信部、发改委、教育部、科 技部等“十 四五”智 能制 造发展规 划 开发增 材制 造等 先进 工艺 技术,智能 制造 技术 攻关 行动:关 键核 心技 术中包括 增材 制造,智 能制 造装备 创新 发展 行动:发展 通用智 能装 备中 的激光/电 子束 高效 选区 熔化 装备、选区 激光 烧结 成形 装备等 增材 制造 装备。2021 年 3 月 国务院 中华 人民 共和 国国 民经济和 社会 发展 第十 四个五年 规划 和 2035 年远景目标 纲要 明确了 发展 增材 制造 在制 造业核 心竞 争力 提升 与智 能制造 技术 发展 方面的重要 性,将增 材制 造作 为未来 规划 发展 的重 点领 域。2021 年 2 月 工信部 医疗 装备 产业 发展 规划(2021-2025 年)(征求意见稿)推进传 统医 疗装 备与 增材 制造等 技术 融合 嵌入 升级。开发“增 材制 造+医疗健 康”新产 品。2021 年 2 月 科技部“十 四五”国 家重 点研发计 划重 点专 项 2021年度项 目申 报指 南(征求意见稿)“先进 结构 与复 合材 料”重点专 项 2021 年 度项 目 申 报指南 建议(征求 意见稿),其中 有 7 个 项目 涉 及到了 增材 制造 相关 技术;“高 端功 能与 智能材料”重点 专 项 2021 年度 项目申 报指 南建 议(征 求意 见稿),其中 有 2 个项目涉 及到 了增 材制 造(3D 打印)相关 技术。2020 年 2 月 国家标 准化管理委 员会、工 信部等 增材 制造 标准 领航 行动计划(2020-2022 年)立足国 情、对接 国际 的增 材制造 新型 标准 体系 建立。2020 年 1 月 科技部、发改委等 加强“从 0 到 1”基 础研究工 作方 案 面向国 家重 大需 求,对关 键核心 技术 中的 重大 科学 问题给 予长 期支 持。重点支 持人 工智 能、网络 协同制 造、3D 打 印和 激光 制造、重点 基础 材料、先 进电 子材 料、结构 与功能 材料、制 造技 术与 关键部 件等 重大 领域,推 动关 键核 心技 术突 破。2019 年 11月 财政部、发改委等 国家 支持 发展 的重 大技术装 备和 产品 目录(2019 年修 订)工业级 增材 制造 装备 粉 末床激 光增 材制 造装 备、送粉式 激光 增材 制造装备、送丝 式电 子束 增材 制造装 备、高功 率光 纤激 光器 属于 国家 支持发展的 重大 技术 装备 和产 品。2017 年 12月 工信部、发改委财 政部等十二 部门 增材 制造 产业 发展 行动计划(2017-2020 年)提出“五大 发展 目标”、“五大 重点 任务”,突 破 100 种以 上重 点行 业应用急 需的 工艺 装备、核 心器件 及专 用材 料,大幅 提升增 材制 造产 品质量及供 给能 力;开 展 100 个以上 应用 范围 较广、实 施效果 显著 的试 点示范项目。2017 年 10月 工信部 产业 关键 共性 技术 发展指南(2017 年)3D 显示、3D 打印 金属 粉 末制备 及应 用技 术、金属 熔融激 光加 工增 材制造液压 阀等 位列 其中。2017 年 1 月 发改委 战略 性新 兴产 业重 点产品和 服务 指导 目录 将增材 制造 列为 战略 性新 兴产业 重点 产品 和服 务。数据来 源:中商 产业 研究 院,财通 证 券研究 所 2.2 增 材制 造进入 高速 增长期,设 备及服 务仍 将占据 主要 部分 谨请参阅尾页重要声明及财通证券股票和行业评级标准 13 行业专题报告/证券研究报告 中 国 增 材 制 造 发 展 迅 速,并 将 在 未 来 继 续 保 持 较 高 速 度 增 长。根 据 工 信 部 数 据,2012-2022 年,中 国增 材制 造产业 规模 自 10 亿元 增长 至 320 亿元,年 复合 增长 率为 41.42%,2019-2022 年,中国 增材 制造 产业 市场 规模年 复合 增长 率 为 26.52%,根据 左 世 全 增 材 制 造 十 年 发 展 及 展 望 数 据,我 国 增材 制 造 产 业 规 模 有 望 于2027 年 超过 千亿 元,2022-2027 年 年复 合增 长率 有望 达到 25.59%。根 据工 信部 装备工业发展中心 对 50 家行业企业的调研数据,调研企业在装备、服务、材料、零部件(扫描 振镜、三 位 扫描仪、激光 器、过程 传 感器 等)等环 节的营收 占 比分别为 53.2%、26.0%、12.4%和 5.9%,装 备及 服务 仍 旧占据 市场 主导 地位。图6.2019-2027 年中 国增 材制 造 行业市 场规 模 及 预测 图7.2022 年中 国增 材制 造细 分 领域营 收占比 数据来源:李方正中国增材制造产 业发展现状与趋势展望,左 世 全 增材制造 十年 发展 及展 望,财通 证券 研究所 数据来源:李方正中国增材制造产 业发展现状与趋势展望,财 通 证 券研究所 增材制造已经在诸多领域 稳步拓展应用。目前 增材 制造应 用领 域已经 从早 期 的航空 航 天 等 高 端 制 造 领 域 逐 步 拓 展 至 多 个 领 域,2021 年,航 空 航 天 依 然 是 增 材 制造应用最多的领域,占比为 16.8%,其次分别 为医疗/牙科(占比 15.6%)、汽 车领域(14.6%)、消费 电子(11.8%)、学术 科研(占 比 11.1%)等。图8.2021 年全 球增 材制 造应 用 领域占比 数据来 源:Wohlers Associate Wohlers Report 2022,财 通证 券研 究所 2.3 航 空航 天零部 件工 艺复杂,成 为增材 制造 天然适 配领 域 15820826532010000200400600800100012002019A 2020A 2021A 2022A 2027E市场规模(亿元),53.2%,26.0%,12.4%,5.9%,2.6%,16.8%/,15.6%,14.6%,11.8%,11.1%,7.0%/,6.0%,4.5%,12.6%谨请参阅尾页重要声明及财通证券股票和行业评级标准 14 行业专题报告/证券研究报告 部 分 航 空 航 天 零 部 件 工 艺 复 杂,在 此 场 景 下 增 材 制 造 成 为 理 想 解 决 方 案。在航空航天行业中,随着产 品 复杂度提升,部分零部 件 结构越发复杂 化,且呈 现 出一体化程度逐渐 提高的态 势,这使得其加 工难度和 装 配难度较高。针对这个 趋 势,部 分 航 空 公 司 开 始 采 用 增 材 制 造 技 术 制 造 相 关 零 部 件 并 取 得 良 好 效 果。2010 年,GE 公 司成 立增 材制造 团队 致力 于部 分航 空零 部件的 增材 制造,此 后的 十余年 间,GE 公司 陆续 完成了 LEAP 系列 航空 发动 机引 擎喷 油嘴的 增材 制造,热 交换 器的增材制 造,涡轮 叶片 的增 材制造 等一 系列 航空 零部 件的增 材制 造。图9.GE 的 增材 制造 之路 数据来 源:3D Science Valley,财通 证 券研究 所 增 材 制 造 技 术 在 减 少 航 空 发 动 机 零 部 件 数 量、减 轻 机 身 重 量 方 面 效 果 显 著。GE Catalyst 涡 桨 发 动机 将 成为 全 世 界 第一 款 集 成螺 旋桨 操 作 全 权数 字 控 制的 涡桨 发动机,该发动 机超过三 分 之一的部件是 通过 增材 制 造 技术生产制 造的。在 此 发动机中 有 855 个单 独的 部件 可以通 过增 材制 造技 术组 合成 12 个 部件,因 此大 幅提升了发 动机 研制 速度,还 帮助发 动机 成功“瘦身”100 多磅。在 GE 发动 机喷 嘴中,增 材制 造技 术使 其原 来 的 20 个 零部 件缩 减为 1 个零 部件,最 终成 品重 量比原来降 低 25%,使用 寿命 提升 5 倍。谨请参阅尾