一、概述
一項新的技術革命正在深刻影響全球製造業(ye) ,帶動工業(ye) 設計、新材料、精益製造等多個(ge) 領域顛覆性的改變, 這項技術就是增材製造技術。近年來,由於(yu) 其廣闊的市場前景,資本市場作出了熱烈反應。大洋彼岸美股中的兩(liang) 家3D打印概念股DDD和SSYS在過去的一年中持續飆升,一年內(nei) 漲幅雙雙超過300%。A股中的3D打印龍頭中航重機也借王華明教授的“高性能難加工大型複雜整體(ti) 關(guan) 鍵構件激光直接製造技術”獲得國家科技發明一等獎之際,大幅飆升,八天六漲停,一個(ge) 月股價(jia) 翻番。
何謂“增材製造”?增材製造技術俗稱3D打印,又稱快速成型技術,即不需要傳(chuan) 統的模具、刀具、夾具和機床,隻用金屬、陶瓷、塑料、砂等不同的材料,把物件的三維數據輸入電腦,按下打印鍵,激光就能選擇性地將原材料燒結成各種物品,包括複雜的工業(ye) 零部件、生活中的鍋碗瓢盆。
如今,世界上第一輛3D打印汽車亮相加拿大,最高時速可達112公裏,歐洲科學家“打印”出自行車,甚至連房屋、人體(ti) 器官,都能“打印”出來。
3D打印技術作為(wei) 製造業(ye) 領域的一次重大技術革命,它改變了通過對原材料進行切削、組裝進行生產(chan) 的加工模式,實現了隨時、隨地、按不同需要進行生產(chan) 。 3D打印是以數字化製造及新材料、新能源應用為(wei) 代表的科技領域的一次重大飛躍,是傳(chuan) 統製造技術與(yu) 新材料的完美結合,已經廣泛應用到航空航天等軍(jun) 事領域和大型複雜構件的一次成型製造。英國《經濟學人》周刊如此評價(jia) :“與(yu) 其他數字化生產(chan) 模式一起,3D打印推動第三次工業(ye) 革命的實現”。
據了解,傳(chuan) 統製造技術,要麽(me) 做減法,找一個(ge) 毛坯,去掉不需要部分,要麽(me) 采用模具,灌入金屬、塑料融化成型。相比之下,3D打印技術將材料製備、成型一體(ti) 化,可以加工過去難以製造的複雜零件,縮短製造周期、降低成本,節省材料。廣西玉柴運用該技術生產(chan) 六缸發動機缸蓋,一個(ge) 星期內(nei) 可以整體(ti) 成形,而采用傳(chuan) 統方法,僅(jin) 工裝模具的設計製造周期就需5個(ge) 月左右。
正是由於(yu) 增材製造有如此這般的神奇魅力,資本市場也才會(hui) 有如此這般的熱烈反應。資本市場本來就是新技術的孵化器和放大器。
二、鈦合金飛機部件3D打印與(yu) 傳(chuan) 統製造成本對比
王華明教授“高性能難加工大型複雜整體(ti) 關(guan) 鍵構件激光直接製造技術”獲獎的主要應用是航空鈦合金。大型鈦合金結構件激光直接製造技術確實是一種帶有變革性的,短流程、低成本的數字化製造技術,其被國內(nei) 外公認為(wei) 是對飛機、發動機、燃氣輪機等重大工業(ye) 裝備研製與(yu) 生產(chan) 具有重要影響的核心關(guan) 鍵製造技術之一。高比例的鈦合金使用可以減輕機體(ti) 重量,提高困擾我國多年的發動機推重比,還可突破西方技術封鎖,自主製造高性能承重大型機件,幾何尺寸可達4米。
下麵,僅(jin) 就鈦合金製造,新舊兩(liang) 種方法作一對比。
成本分拆 傳(chuan) 統工藝 激光成型工藝
原材料價(jia) 格(萬(wan) 元/噸) 100 100
原材料利用率 10% 95%
原材料成本(萬(wan) 元/噸) 1000 105
加工成本/原材料成本 1.5 0
加工成本(萬(wan) 元/噸) 1500 0
單套設備投資(萬(wan) 元) 70000 2000
單套設備年產(chan) 產(chan) 品重量(噸) 300 8
設備折舊年限(年) 20 10
設備折舊成本(萬(wan) 元/噸) 12 25
原材料+加工費+折舊(萬(wan) 元/噸) 2512 130
成本比 100% 5%
毛利率 20% 90%以上
費用率 <15% 30~40%
利潤率 ~5% 50~60%
全球
三、中國的增材製造龍頭中航重機的控股子公司——中航激光業(ye) 績前景分析
據披露,中航激光由6家發起人於(yu) 2011年成立。這6家股東(dong) 分別為(wei) 中航高新、中航重機、王華明及其研發團隊、北京北航資產(chan) 經營有限公司、中航投資控股、北京工業(ye) 發展投資管理有限公司。中航激光注冊(ce) 資本為(wei) 1億(yi) 元,發起人股東(dong) 均以現金出資,持股比例依次為(wei) 31%、20%、30%、10%、5%、4%。其中中航投資控股為(wei) ST航投全資子公司,而中航高新為(wei) 2010年中航重機與(yu) 中航投資控股、沈陽萬(wan) 家利車輪製造有限公司共同發起成立的公司,前兩(liang) 者分別以現金出資5000萬(wan) 元與(yu) 3000萬(wan) 元,沈陽萬(wan) 家利以廠房土地等實物和無形資產(chan) 出資7295萬(wan) 元,並由中航重機行使實際控製人權利。#p#分頁標題#e#
據公司公告披露,中航激光已明確的生產(chan) 任務2~3型軍(jun) 機零部件製造;每型軍(jun) 機產(chan) 量:2012~2014,3~5架/年,2015及以後,10架/年;單架製造任務:起落架 3 大構件 2640kg;機身主起對接框 1000k;主承力加強框780kg;起落架對接框 100kg;合計重量 4520kg 。
年份 營收(億(yi) 元) 淨利潤(億(yi) 元)
2012 1.74 0.87
2013 2.32 1.16
2014 2.90 1.45
2015 5.80 2.90
以上僅(jin) 僅(jin) 是中航激光的部分軍(jun) 機訂單,C919、新舟、剛試飛的運20的3D打印應用不包括在內(nei) ,也未包括其它鈦合金增材製造,中國鈦合金年需求約 50000 噸。全球航空領域對鈦合金的使用比重超過 50%。很顯然,如介入民用,中航激光的鈦合金增材製造規模要若幹倍上述,預計個(ge) 十倍也不為(wei) 過,因為(wei) 中航激光持有的技術具有壟斷性、獨步世界,其低成本、高性能優(you) 勢有強大的市場生命力。2011年王華明實驗室擁有4台加工設備,單台產(chan) 能對應產(chan) 值在7000萬(wan) 元以上,總產(chan) 值可達到2.8億(yi) 元以上;2012年,設備擴充至10台,產(chan) 能達到7億(yi) 元以上。可以預計,中航激光2013年會(hui) 迎來業(ye) 績的爆炸期。
四、增材製造的產(chan) 業(ye) 化應用前景
3D打印的應用可歸為(wei) 三類:新品創造、老品替代、老品升級。
1.航空航天鈦合金件製造,王華明教授目前所做的,鈦合金增材製造的其它應用,僅(jin) 此就有千億(yi) 市場規模;
2.非鈦合金軍(jun) 工和民用複雜件、大件、部(整)件;
3.受材料技術限製的特種材料件;
4.各種材料的個(ge) 性化單件產(chan) 品,包括模型和樣品、個(ge) 性化定製;
5.材料利用率低、成本高、周期長產(chan) 品;
6.機件(鍛鑄件+機加工)3D耐腐耐磨及其它高性能外層;
……
隨著增材製造技術的普及,我國目前機械製造產(chan) 值幾十萬(wan) 億(yi) ,部分將由3D打印替代,加上新創造的市場需求,3D打印最少有萬(wan) 億(yi) 規模。作為(wei) 一種革命性的技術應用,增材製造技術具有改造傳(chuan) 統產(chan) 業(ye) ,創造新產(chan) 業(ye) 的深厚潛力,前景十分廣闊。美國已經把增材製造列為(wei) 重塑製造業(ye) 優(you) 勢的頭等領域,開始大量建示範園區,以搶占技術和產(chan) 業(ye) 高地。和新能源太陽能、風能相比,增材製造(3D打印)更實用,是個(ge) 會(hui) 下金蛋、創造財富的金雞,而鮮有前者的泡沫。中國應該運用兩(liang) 手——強勢政府的推力和市場的拉力,迅速推進此領域的技術進步和普及運用,彎道超車,直指世界前沿。
五、資本市場如何正確看待炒作
王華明教授激光快速成型技術的意義(yi) :
一是在飛機的關(guan) 鍵領域比如減輕機身重量提高推重比上和大型複雜承重機件上取得了突破,打破了西方的封鎖和壟斷,並且某些方麵優(you) 於(yu) 西方,有良知的國人都會(hui) 有揚眉吐氣之感!
二是由於(yu) 技術的產(chan) 權屬上市公司,經資本市場的炒作和固有的放大特性,給低迷的股市注入了強心劑,也激發投資界對3D打印的熱情,提升對先進製造業(ye) 的關(guan) 注,引導富餘(yu) 資金進入3D領域,同時提供了一條國家急需的產(chan) 業(ye) 轉型和升級的戰略性有效途徑。
三是炒作一隻真正意義(yi) 上的有世界領先技術的本土股票,這在A股還是第一次。由此開端,相信以後會(hui) 有越來越多的第一次由中國開創,具有符號和標誌意義(yi) ,比炒房地產(chan) 、酒強多了,這是正氣,正能量,是國力強盛往前走的正路,而喝茅台住洋房是腐朽沒落之路(人的奮鬥是為(wei) 了享樂(le) ,但吊詭的是某種程度上享樂(le) 是發展的陷阱)。
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