1、 3D 打印為(wei) 傳(chuan) 統製造業(ye) 的補充，技術特點契合航空航天

1.1 3D 打印可成形定製化複雜結構，是傳(chuan) 統製造業(ye) 的重要補充

3D 打印，又稱增材製造（Additive Manufacturing，AM），是對 於(yu) 傳(chuan) 統工業(ye) 生產(chan) 的一種變革性方法。傳(chuan) 統的減材製造工藝是指利 用已有的幾何模型工件，用工具將材料逐步切削、打磨、雕刻，最終 成為(wei) 所需的零件。而 3D 打印恰恰相反，通過借助於(yu) 3D 打印設備， 對數字三維模型進行分層處理，將金屬粉末、熱塑性材料、樹脂等特 殊材料一層一層地不斷堆積黏結，最終疊加形成一個(ge) 三維整體(ti) 。3D 打印是一種跨學科的交叉技術，涵蓋機械、材料、計算機視覺、軟件、 電子等多個(ge) 學科，而其中核心的技術在於(yu) 3D 打印機的製造，對於(yu) 材 料、軟件、設計等也有特殊要求。

與(yu) 傳(chuan) 統製造工藝相比，3D 打印具有可成形複雜結構、縮短產(chan) 品 實現周期、產(chan) 品強度高重量輕、材料利用率高等特點，但其成本也比 較高。3D 打印技術的特點具體(ti) 如下：（1）可製造複雜幾何結構的部 件，實現一體(ti) 化生產(chan) ，結構的複雜性不會(hui) 帶來額外的成本。設計師不 再受到傳(chuan) 統製造工藝的約束，可以更自由地創造零件。（2）縮短新產(chan) 品研發和實現周期。傳(chuan) 統工藝在研發新產(chan) 品時，需要設計生產(chan) 新模具， 建立裝配流程，而 3D 打印無需模具，工藝流程短。（3）產(chan) 品具有強 度高、重量輕的特點。3D 打印部件可以實現傳(chuan) 統工藝難以加工的蜂窩點陣結構，在保證性能的前提下，大幅減輕重量。基於(yu) 3D 打印快 速凝固的工藝特點，可以實現良好的力學性能，從(cong) 而保證強度有所提 高。（4）材料利用率大幅提高。由於(yu) 材料是逐層疊加的，在生產(chan) 過程 中幾乎不會(hui) 產(chan) 生材料的浪費，材料利用率達到 90%以上。（5）設備成 本和材料成本較高。工業(ye) 級 3D 打印設備價(jia) 格昂貴，少則一兩(liang) 百萬(wan) 元， 多則上千萬(wan) 元。此外，由於(yu) 工藝比較特殊，3D 打印對材料有特殊的 要求，普通材料需要經過調整。而材料的研發難度大，成本較高，在 一定程度上限製了 3D 打印的發展。

1.2 30 餘(yu) 年發展技術逐步完善，多材料、大型化、批量化為(wei) 改進方向

經過 30 多年的發展，3D 打印技術不斷完善，目前已形成了 3D 生物打印、有機材料打印、金屬打印等多種打印模式，鑒於(yu) 國內(nei) 大型 3D 打印企業(ye) 如鉑力特等主營金屬打印，本文重點論述該打印模式的特征。金屬 3D 打印一般利用激光、電子束能量源熔化金屬粉末，使 得金屬粉末熔結，堆積形成一個(ge) 整體(ti) 結構。在整個(ge) 工藝中金屬粉末的 輸入方式有兩(liang) 種，鋪粉和送粉。根據不同送粉方式，金屬 3D 打印工 藝原理分為(wei) 定向能量沉積（也稱為(wei) 送粉）和粉末床選區熔化（也叫為(wei) 鋪粉）。鋪粉指把金屬粉末鋪到基板上，形成一個(ge) 薄層，然後通過激 光熔化薄層上的特定區域進而熔結在一起。與(yu) 鋪粉相比，送粉未形成 薄層，通過粉末噴嘴直接把粉末輸送到激光在基體(ti) 上形成的熔池中， 熔結形成一個(ge) 整體(ti) 。主流的金屬 3D 打印技術根據原理可以大致分為(wei) 激光選區熔化技術（SLM）、電子束熔化成形（EBM）、激光淨成形技 術（LENS）電子束熔絲(si) 沉積技術（EBF）。

金屬 3D 打印工藝中金屬粉末質量是影響最終打印部件結構及性 能的關(guan) 鍵因素之一，目前國內(nei) 製粉水平接近國外但仍有差距。金屬粉 末質量越好，粒徑越小，其打印出的產(chan) 品致密性、機械性能越好。 2013 年國外公司3D Systems製出的粉末粒徑為(wei) 6-9μm,國內(nei) 鋼研高納2019 年生產(chan) 粉末粒徑為(wei) 10μm。鉑力特公司建成的粉末生產(chan) 線，可用於(yu) 其 自製的 3D 打印設備，提高打印產(chan) 品質量。根據鉑力特招股書(shu) ，其研 製粉末粒徑最低為(wei) 20μm 左右，與(yu) 國內(nei) 外先進公司有一定差距。

對於(yu) 金屬 3D 打印（增材製造）而言，其特性決(jue) 定了它的應用將 是傳(chuan) 統製造工藝的重要補充而非完全替代，且體(ti) 現在不同行業(ye) 的不同 環節上應用均有所差異。據德勤谘詢發布的《2019 科技、傳(chuan) 媒和電 信 行 業(ye) 預 測 》與(yu) 《Additive manufacturing methods – state of development, market prospects for industrial use and ICT-specific challenges in research and development》，與(yu) 使用數控機床相比，增材 製造的每個(ge) 零件成本更加高昂，且每個(ge) 零件製造時間為(wei) 數小時而非數 分鍾（同樣不包含精加工和各類後期加工時間）。相對於(yu) 傳(chuan) 統製造業(ye) 擅長的批量化、規模化生產(chan) 領域，3D 打印效率較低、成本較高。此 外，3D 打印機目前功能比較單一，對於(yu) 不同的材料，可能需要不同 型號、工藝的打印機，這就需要製造企業(ye) 購置多台不同型號打印機， 增加了生產(chan) 成本。盡管如此，某些零件隻可能通過 3D 打印製作，如 上文所述的部件內(nei) 幾何蜂窩結構。另外，當零件量過低時，如原型製 作以及模具應用環節，傳(chuan) 統製造方法和減材製造工藝不適用或者成本 過高、時間過長時，則也隻可采用 3D 打印方法。基於(yu) 3D 打印 自身的特點，從(cong) 環節上來看，3D 打印更偏向於(yu) 設計端，更適用於(yu) 部 分小批量、個(ge) 性化、定製化高端產(chan) 品的設計與(yu) 生產(chan) ，在鑄模、鑄件、 工具、模具和夾具上亦有更廣泛的應用。

金屬增材製造技術發展中有三個(ge) 重要的因素，設備、材料和工藝， 目前在這三方麵還有提高的空間。為(wei) 了擴大 3D 打印技術的應用規模， 金屬增材製造技術正在朝著低成本、大尺寸、多材料、高精度、高效 率方向發展。 （1）金屬增材設備朝著大型化、專(zhuan) 業(ye) 化方向發展。隨著 對打印大尺寸結構和特定領域的需求不斷增加，金屬 3D 打印設備朝 著大型化、專(zhuan) 業(ye) 化發展已經成為(wei) 趨勢。 （2）可打印原材料不斷增加， 複合材料打印開始出現。目前應用於(yu) 金屬 3D 打印的原材料種類偏少、 材料質量不高，隨著增材製造在工業(ye) 領域的不斷滲透，市場對於(yu) 金屬3D 打印可實現多材料混合打印的需求也逐步上升。此外，多種複合 材料同時打印開始出現，可結合不同材料的優(you) 點。 （3）開發新的金屬 增材製造技術。傳(chuan) 統的金屬增材製造技術存在高成本、效率低等問題， 其中效率低也是限製增材製造在許多領域替代傳(chuan) 統減材製造的關(guan) 鍵 因素之一。預計隨著未來該技術的逐漸成熟，如激光功率的提高、打 印路徑的優(you) 化等，增材製造生產(chan) 速率或有所改進。

1.3 增材製造可打印複雜件，減重、周期短的特點契合航空航天需求

金屬增材製造工藝能夠契合航天航空產(chan) 業(ye) 的苛刻條件。例如，飛 行器要求高速、續航時間長、安全高效低成本等條件，對結構設計、 材料和製造提出了更高要求。對於(yu) 增材製造這一改進工藝流程，其較 多技術優(you) 勢能夠很好的契合航空航天的多項要求。例如，結合上文， （1）增材製造可實現傳(chuan) 統減材工藝無法實現的複雜幾何結構件，實 現傳(chuan) 統工藝無法加工的蜂窩點陣結構，能夠在保證性能的前提下大幅 減輕部件質量，達到提升航空航天裝備機動性、速度及節省高昂的航 空燃油費的目的；（2）同時 3D 打印技術能夠縮短高性能部件的製造 流程，無需研發製造部件使用的模具，大大縮短了研發周期，降低時 間成本，利於(yu) 加快項目進程；（3）因航空航天裝備服役環境惡劣，尤 以航空發動機為(wei) 典型，使用環境為(wei) 高溫、高壓，傳(chuan) 統材料難以承受， 適配於(yu) 此類環境的材料的研製難度大、價(jia) 格高昂。增材製造工藝可大幅提高材料利用率的特點可較好契合這特征，可節省裝備研製經費。

3D 打印技術在航天航空領域也存在一定的缺陷，還需要技術穩 定性驗證積累。增材製造技術由於(yu) 本身各向異性的特點決(jue) 定了機械性 能，在不同方向的波動相對較大。例如，據《激光增材製造在航空航 天領域中的應用》一文，由於(yu) 內(nei) 應力問題和內(nei) 部質量難控多變等因素， 控製增材製造成形零件的變形開裂是一個(ge) 永恒的問題。此外，在增材 製造技術製造的零件機械性能穩定性達到航空航天部門的要求之前， 還需要做進一步的工作。隨著技術的改進和科技水平的提高，3D 打 印有望在航空航天領域或有更大的作為(wei) 。

2、 商業(ye) 模式：具有範圍經濟優(you) 勢，掌握設備製造居產(chan) 業(ye) 主導

2.1 3D 打印產(chan) 品偏小批量居多、定製化直銷，範圍經濟或降成本

3D 打印產(chan) 業(ye) 鏈覆蓋多種服務與(yu) 應用領域，打印設備廠商占產(chan) 業(ye) 鏈主導地位。3D 打印行業(ye) 上遊包括原材料、核心硬件及建模工具（軟 件）。中遊涵蓋各類打印技術，以打印設備生產(chan) 廠商為(wei) 主，由於(yu) 設備 的匹配性要求，此類廠商往往同時涉及上遊。3D 打印的下遊除了跟 蹤服務平台，3D 打印出的產(chan) 品應用領域廣泛，以航空航天、汽車工 業(ye) 等領域為(wei) 主，在生物、食品及建築領域也有特殊應用。由於(yu) 3D 打 印的成本較高，真正掌握打印生產(chan) 能力或設備製造能力的中遊廠商在 行業(ye) 中占主導地位。在國際競爭(zheng) 中領先的 3D Systems、GE 增材、SLM Solutions Group 等，以及國內(nei) 主要廠商鉑力特、鑫精合、先臨(lin) 三維等 均具備 3D 打印設備製造的相關(guan) 業(ye) 務。

基於(yu) 增材製造工藝特性下目前多為(wei) 定製化生產(chan) ，需較早介入甚至 參與(yu) 客戶產(chan) 品設計，這決(jue) 定了其定製化產(chan) 品多為(wei) 直接銷售。以鉑力特 為(wei) 例，其下遊主要是航天航空領域客戶。增材製造對微觀組織結構的 控製能力，能較好滿足功能集成性零件、拓撲優(you) 化異性零件等需求。 而為(wei) 了更好地完成產(chan) 品定製化需求，相關(guan) 公司會(hui) 進行定製化原材料選 擇、定製化生產(chan) 以及設計定製化工藝等。但 3D 打印產(chan) 品的定製化直 銷，有時或導致公司銷售額易受下遊大客戶需求波動所影響。例如， 鉑力特在 2016-2018 年航空航天領域客戶收入占主營業(ye) 務收入分別為(wei) 62.35%、54.32%、62.21%，前五大客戶也主要集中該領域。

增材製造對原材料利用率明顯高於(yu) 減材製造，但設備成本高，目 前多為(wei) 小批量生產(chan) 。相較於(yu) 傳(chuan) 統建材製造中材料去除、切削、組裝等 流程，增材製造按分層製造、逐層疊加的工藝順序，減免了打磨、拚 接等過程中材料的浪費，據鉑力特招股書(shu) ，金屬 3D 打印技術材料利 用率可高達 95%。盡管根據美國國家標準與(yu) 技術研究院（NIST），增 材製造總體(ti) 成本與(yu) 傳(chuan) 統製造業(ye) 相比並不存在明顯劣勢，但增材製造初 始精密設備成本占總成本 45%-74%。根據國際成本估算和分析協會(hui) （International Cost Estimation and Analysis Association）於(yu) 2015 年發 布的研究，按重量計算，增材製造材料的成本比傳(chuan) 統製造材料高 8 倍， 設備、材料成本降低依托技術且周期長，邊際成本隨銷量增加幾乎不變，難從(cong) 規模經濟受益，導致目前 3D 打印產(chan) 品主要是小批量模式。

依托增材製造縮短產(chan) 品研發周期、降低產(chan) 品生命周期成本，中短 期降成本或依靠範圍經濟而不是規模經濟。相對於(yu) 規模經濟，3D 打印 行業(ye) 依托專(zhuan) 一核心技術，可以覆蓋多種完全不同的產(chan) 品領域，且隻要 產(chan) 品設計合理，幾乎不存在設備上的轉換成本，可以通過打印模型有 效縮短研發周期、產(chan) 品上市時間，幫助製造企業(ye) 迅速爭(zheng) 取或維持市場 份額。例如，據《Analyzing Product Lifecycle Costs for a Better Understanding of Cost Drivers in Additive Manufacturing》， 數字齒帽 （invisalign）從(cong) 模擬全球牙科生產(chan) 到數字本地生產(chan) 的轉換節省了 85％的物流步驟，將生產(chan) 以及生產(chan) 活動的能耗降低了 80％。

批量生產(chan) 並不能進一步降低邊際成本，這限製了 3D 打印產(chan) 品大 批量製造形成規模效應。為(wei) 更好的分析 AM 製造過程中的成本變化情 況，《Analyzing Product Lifecycle Costs for a Better Understanding of Cost Drivers in Additive Manufacturing》一文中采用 Augsburg 的一個(ge) 汽車部件樣本生產(chan) 案例進行分析，對機器利用率、折舊、投資、維護 費用、構建速率、材料價(jia) 格等關(guan) 鍵因素進行限定，證實機器成本占比 高達 70%以上。後續論證發現，增加生產(chan) 數量後，單位成本出現斷崖 式下降後基本不再受數量增加影響，這是由於(yu) 建造室利用率對擴大產(chan) 能不再敏感，而單位產(chan) 品所需材料固定，即批量生產(chan) 並不能進一步降 低邊際成本，這限製了 3D 打印產(chan) 品大批量製造形成規模效應。而在 之後的論證中發現，改變構建速率、材料成本對成本結構影響較大，而改變利用率、機器投資對成本結構影響較小，這說明 3D 打印成本 降低主要環節集中在設備、材料技術升級。

2.2 增材設備直銷的客戶依賴性低於(yu) 產(chan) 品，代理經銷多用於(yu) 培育市場

基於(yu) 前文論述，主要廠商多進行設備銷售，但由於(yu) 設備定製化程 度比產(chan) 品低，且應用領域較廣，下遊客戶對其依賴程度較低。與(yu) 鉑力 特所含的定製化產(chan) 品製造業(ye) 務不同，先臨(lin) 三維主要 3D 打印業(ye) 務涵蓋 3D 打印設備及材料、3D 打印服務，其在 2016-2018 年前五大直銷客 戶變化較大，且營收占比隻有 10%-30%，對下遊客戶的依賴程度明顯 低於(yu) 鉑力特對航空航天客戶的依賴。

設備的定製化程度低的同時，易使公司可通過代理經銷模式培育 及拓寬市場，代理商及供應商對渠道依賴程度高於(yu) 直銷。對於(yu) 國際巨 頭如 EOS 等，以及主要集中於(yu) 打印設備製造的廠商如先臨(lin) 三維等，3D 打印設備及技術的推廣需要依靠經銷商，設備經銷是拓寬國際市場的 重要渠道。而對於(yu) 鉑力特等提供全套服務的廠商，盡管代理業(ye) 務毛利 低於(yu) 直銷，但代理國際知名廠商 EOS 業(ye) 務有助於(yu) 其綁定部分重要客 戶，即通過介紹客戶使用代理產(chan) 品拓展客戶群，後推進自產(chan) 設備進行 低成本替代，進而促進長期合作。就渠道依賴程度而言，由於(yu) 供應商 需要對經銷商進行設備配套服務的專(zhuan) 業(ye) 培訓，經銷代理渠道較直銷依 賴程度略高，如先臨(lin) 三維與(yu) UFP Deutschland GmbH、南京威布三維科 技有限公司等存在兩(liang) 年或以上的合作關(guan) 係，公司海外經銷客戶促進了 海外業(ye) 務拓展；鉑力特主要代理德國 EOS 的幾種設備，代理銷售設備 及配件營收占比在 2016-2018 年分別達 29.08%、36.51%、27.64%。

3、 競爭(zheng) 格局：美歐發達國家主導，工業(ye) 級競爭(zheng) 格局良好

3.1 全球競爭(zheng) 格局：美、歐發達國家主導，亞(ya) 洲國家正後起直追

全球 3D 打印市場主要集中在北美、歐洲和亞(ya) 太三個(ge) 地區，行業(ye) 內(nei) 部設備廠商之間競爭(zheng) 激烈。據 Wohlers Associates 發布的報告，如今 美、歐、亞(ya) 三個(ge) 地區的 3D 打印設備累計裝機量占到了全球的 95%， 其中北美占據四成，歐洲和亞(ya) 太地區各占近三成，美國、中國、日本 和德國裝機量位列前四。3D 打印內(nei) 部競爭(zheng) 集中於(yu) 設備廠商之間，2017年從(cong) 市場份額看，Stratasys 的市場份額為(wei) 27.2%，雖不及 16 年，但仍 連續 16 年占據市占率榜首，累計裝機量超過五萬(wan) 台。2017 年 3D systems 的市場份額為(wei) 9.8%，位列全球第二。

金屬 3D 打印新老企業(ye) 並存，老牌龍頭地位穩固，小型企業(ye) 發展 迅速，中低端市場競爭(zheng) 激烈。3D 打印材料可分為(wei) 金屬和非金屬兩(liang) 大 分類，不同材料需要不同的打印原理和設備。美國企業(ye) 以非金屬材料 為(wei) 主，歐洲企業(ye) 更偏向於(yu) 金屬材料領域。EOS、SLM solution、3D Systems、Concept Laser/ Arcam（GE 收購）等老牌金屬 3D 打印巨頭 在早期引領了產(chan) 業(ye) 的發展，憑借技術優(you) 勢和企業(ye) 的深厚底蘊，已經擁 有較高的市場份額和客戶認知度，並且老牌龍頭企業(ye) 大多與(yu) 客戶高度 綁定，地位相對穩固，2017 年 Stratasys 的市場份額為(wei) 27.2%，市占率 連續 16 年居全球第一。Desktop metal、Digital Alloys 等新創企業(ye) 大多 成立於(yu) 2010 年以後，相關(guan) 專(zhuan) 利到期後技術壁壘降低，新創企業(ye) 通過 不斷改進工藝技術、創新業(ye) 務模式、提升成本控製，部分企業(ye) 發展迅 速。但是由於(yu) 老牌企業(ye) 通過長期市場開拓維持著較高的客戶穩定性， 而且金屬 3D 打印領域對技術和資金的要求很高，大多數小規模 3D 打印企業(ye) 處於(yu) 虧(kui) 損狀態，加之在政府激勵政策下湧現了大批企業(ye) 。據 前瞻產(chan) 業(ye) 研究院數據統計，2016 年中國 3D 打印市場 66.7%的企業(ye) 營 收規模不到 500 萬(wan) ，整體(ti) 中低端市場競爭(zheng) 尤為(wei) 激烈。

金屬 3D 打印總體(ti) 技術路線趨於(yu) 穩定，不同企業(ye) 技術路線相似， 新型技術應用空間有限，較難形成競爭(zheng) 優(you) 勢。金屬 3D 打印經過多年 發展，總體(ti) 技術路線已基本定型，大多數企業(ye) 選擇使用粉末床選區熔 化（鋪粉）和定向能量沉積（送粉）兩(liang) 大技術，這兩(liang) 種技術占據 了全球 72%企業(ye) 的技術路線（據 Wohlers2018 年統計）。但是在具體(ti) 實 現工藝上仍有較多分支路線。根據 DigitalAlloys 的統計，在兩(liang) 大總體(ti) 技術路線中，激光燒結是主要的工藝實現方式，采用該技術的企業(ye) 數 量占比過半，產(chan) 值更是占據主導地位。但新的工藝實現方式依然不斷 湧現，不過中短期內(nei) 市場拓展難度較大，主要為(wei) 一些麵向特定市場的 新型企業(ye) 等。

3.2 國內(nei) ：鉑力特、鑫精合等企業(ye) 著力培育市場以加大增材製造滲透

國內(nei) 龍頭產(chan) 品的關(guan) 鍵技術指標能夠達到國外巨頭同類產(chan) 品水平， 產(chan) 品整體(ti) 性能相當。由於(yu) 3D 打印設備關(guan) 鍵零部件仍然依賴進口（如 激光器、振鏡等），國內(nei) 企業(ye) 技術研發主要集中於(yu) 基於(yu) 進口零部件之 上的設備製造與(yu) 軟件優(you) 化，因此短期內(nei) 產(chan) 品性能可迅速趕上國際領先 水準。國內(nei) 企業(ye) 擁有金屬 3D 打印工程化應用的豐(feng) 富經驗，針對下遊 客戶使用過程中的難點和痛點，進行相關(guan) 技術的優(you) 化和改進，產(chan) 品性 能得到了提升，部分產(chan) 品指標如成形尺寸、預熱溫度、氧含量控製以 及鋪粉效率等方麵甚至超過了國外老牌企業(ye) 。相較於(yu) 國外公司近 30 年的發展曆史，國內(nei) 增材製造設備起步較晚，雖然在短時間內(nei) 取得較 快進步，但在設備運行的穩定性、產(chan) 品質量等方麵需要進一步提升。

國內(nei) 金屬 3D 打印企業(ye) 主要客戶集中於(yu) 航空航天高端裝備領域， 盈利能力和穩定性較高，有利於(yu) 營收規模的穩步增長。海外金屬 3D 打印龍頭 3D Systems 主要客戶領域較為(wei) 分散，汽車、航天、醫藥、材 料以及各類消費級市場皆有所涉獵，盡管 2018 年毛利率為(wei) 47.17%， 但期間費用率高達約 53.45%，其中銷售及一般行政費用率較高，一定 程度上反映消費級及工業(ye) 級市場的競爭(zheng) 較大且推廣應用的難度。國內(nei) 企業(ye) 在品牌效應、渠道、技術等方麵有所劣勢的情形下，多個(ge) 領域多 管齊下難度較大且難以穩定快速發展。航空航天領域客戶粘性較大， 銷售費用率相對較低，盈利能力的絕對值以及穩定性往往能夠得到可 靠保證，因此大多數國內(nei) 優(you) 質企業(ye) 主要依托於(yu) 航空航天領域發展並逐 漸拓寬市場。鉑力特在航空航天領域的主要客戶比例高達 68.94%，為(wei) 盈利質量和成長穩定性提供了重要保障。

國內(nei) 企業(ye) 發展時間較短，整體(ti) 營收規模和市占率水平較低。國內(nei) 優(you) 質企業(ye) 領銜開展市場培育與(yu) 國產(chan) 替代進程，由代理逐步走向自產(chan) ， 基於(yu) 成本和需求端的一定優(you) 勢，發展前景良好。多數國內(nei) 3D 打印企 業(ye) 於(yu) 2010 年後進入高速發展期，目前整體(ti) 市占率依然較低。隨著自 有技術和產(chan) 品的不斷進步，國內(nei) 龍頭企業(ye) 成長較快，已具備一定的市 場規模。據 3D 科學穀統計，目前中國市場份額前八的企業(ye) 中，國外 品牌占 37.6%，國內(nei) 聯泰(樹脂)、華曙(尼龍及金屬)、鉑力特(金屬)分 別占 16.4%、6.6%和 4.9%。但相比海外老牌企業(ye) ，國內(nei) 企業(ye) 的整體(ti) 營 收規模相對較小，仍有較大的成長空間。由於(yu) 國內(nei) 產(chan) 品相比國外同類 產(chan) 品價(jia) 格較低，而整體(ti) 毛利水平較為(wei) 一致，都接近 50%，反映出在成 本端具有一定優(you) 勢。例如鉑力特主推 3D 打印設備 S300 平均單價(jia) 255.16 萬(wan) ，同類產(chan) 品 EOS-M290 平均單價(jia) 354.63 萬(wan) ，在產(chan) 品性能相當 的前提下，國內(nei) 產(chan) 品具有一定價(jia) 格競爭(zheng) 優(you) 勢。目前國內(nei) 企業(ye) 如鉑力特 等，正逐步開展市場培育與(yu) 國產(chan) 替代進程。以國內(nei) 金屬 3D 打印領先 企業(ye) 鉑力特為(wei) 例，其商業(ye) 模式包括以銷售代理 EOS 設備產(chan) 品為(wei) 先獲取 穩定客戶群體(ti) ，之後向客戶推薦性能相當但價(jia) 格更低的自產(chan) 產(chan) 品進行 國產(chan) 替代，由此從(cong) 代理逐步走向自產(chan) 。近年來鉑力特自產(chan) 比重逐步提 高，在航空航天領域逐步加大使用。

4 、金屬增材製造市場規模穩步上升，航空航天或為(wei) 主要增量

4.1 全球增材製造市場規模穩步增長，航空航天及汽車應用提升

全球增材製造市場規模持續上升，下遊應用領域多元。據 Wohlers Associates 數據，2018 年全球增材製造市場規模達到 96.8 億(yi) 美元，同 比增長 32%，參考其 2015 年的預測，2020 年市場規模或達到 212 億(yi) 美元。2017 年增材製造五大應用領域分別為(wei) 航空航天、汽車、工業(ye) 機 械、消費電子和醫療，合計占比接近 80%。3D 打印在航空航天和汽 車領域應用規模穩步提升。2017 年度，3D 打印在航空航天和汽車領 域應用規模占比分別 18.9%和 16%，市場規模為(wei) 13.87 億(yi) 美元和 11.74 億(yi) 美元，相較 2015 年分別提升了 2.3%和 2.2%。此外，增材製造在消 費電子、醫療器械等方向也有一定拓展。

3D 打印技術滿足航空航天零部件製造和研發的主要目標，增長 潛力較大。3D 打印在航空航天領域主要應用於(yu) 飛機、飛船等精密零 部件的設計與(yu) 製造等方向。它能夠縮短設計和測試航空發動機的時 間，減輕零部件重量，提高燃料效率等。與(yu) 其他應用領域相比，航空 航天領域注重安全與(yu) 性能，價(jia) 格敏感度較低，使得 3D 打印在該領域 率先發展。據 EY2016 年發布的《If 3D printing has changed the industries of tomorrow, how can your organization get ready today?》， EY稱航空航天當前為(wei) 3D 打印滲透率最高的應用，且未來最有可能 成為(wei) 規模較大的市場。3D 打印性能的提升與(yu) 成本的降低使其應用規模逐漸擴大。從(cong) 1993 到 2012 年 3D 打印市場一直發展低迷，由於(yu) 性能不高，應用領 域狹窄。2012 年之後，3D 打印快速發展，得益於(yu) 新的打印機、耗材 和商業(ye) 模式的推出，不斷提升 3D 打印機性能以及探索應用邊界。行 業(ye) 巨頭加快收購，擴張全球化銷售網絡，亞(ya) 太市場從(cong) 無到有，歐洲經 濟回暖等多重因素促使近年來 3D 打印行業(ye) 獲得快速發展。歐美市場 占比較大，中國市場有增長潛力。據 Wohlers Associates 預測，2019 年-2024 年全球 3D 打印行業(ye) 將保持年均 24%的複合增速。統計數據顯 示，2017 年中國 3D 打印市場規模為(wei) 17.5 億(yi) 元，同比增長 47.4%，高 於(yu) 平均水平。從(cong) 2018 年地區增材製造設備裝機量分布格局看，據鉑 力特招股說明書(shu) ，北美、亞(ya) 太、歐洲為(wei) 全球最主要市場，其中分國家 看中國裝機量占比達 10.6%位於(yu) 全球第二，略高於(yu) 日本的 9.3%，但較 大幅低於(yu) 美國的 35.9%。中國地區 3D 打印市場是價(jia) 值窪地，目前國 內(nei) 產(chan) 業(ye) 化不足，高端金屬材料緊缺。但隨著政策扶持、技術瓶頸攻克 和企業(ye) 間合作加深，中國市場 3D 打印將取得快速發展。工信部等部 門印發的《增材製造產(chan) 業(ye) 發展行動計劃（2017-2020 年）》明確提出， 我國增材製造年銷售收入超過 200 億(yi) 元，年增速在 30%以上。

4.2 以 SLM 技術為(wei) 代表的金屬增材製造正逐步加大在航空航天應用

金屬增材製造 SLM、EBM、LENS 技術正逐步加大在航空航天 領域的應用。應用到航空航天製造領域的金屬增材製造技術，按工藝 類型主要可分為(wei) : 激光選區熔化(SLM)，電子束選區熔化(EBM)，激光 近淨成形(LENS)等，這三項技術在航空航天製造中都有很多應用。其 中，SLM 技術是近年快速發展的新型金屬增材製造技術，在整體(ti) 化 航空航天複雜零件等領域具有廣泛應用前景。目前，歐美發達國家尤 其是美國在 SLM 的設備研發、軟件開發、粉末原材料製備、工藝優(you) 化及質量監測等方麵處於(yu) 領先地位。此外，3D 打印市場近幾年最大 的轉變是市場從(cong) 塑料打印轉向金屬打印。據德勤《2019 科技、傳(chuan) 媒和 電信行業(ye) 預測》報告，2017 至 2018 年間，一項 3D 打印行業(ye) 調查顯 示，盡管塑料仍然是最常見的物料，但塑料打印在 3D 打印領域的占 比僅(jin) 一年已從(cong) 88%下滑至 65%，而金屬打印的占比從(cong) 28%增至 36%， 按該比率計算，金屬似乎有可能取代塑料，且最快於(yu) 2020 或 2021 年 占據過半 3D 打印市場。

航空航天領域正逐步加大對增材製造的應用，以 GE 布局及收購 進程尤為(wei) 典型。GE 公司從(cong) 2010 年開始布局增材製造技術，通過不斷 並購實現從(cong) 增材製造的用戶方到服務提供方的轉變。如上文所述，金 屬增材製造的工藝特點使其可打印內(nei) 部結構輕量化的複雜部組件，減 重特性下亦吸引國際航空巨頭 GE 公司進入該市場。據鉑力特招股書(shu) ， 以燃油噴嘴為(wei) 例，采用 3D 打印技術比傳(chuan) 統生產(chan) 將零部件數量從(cong) 20 個(ge) 降為(wei) 3 個(ge) ，重量減少 25%，使用壽命延長到 5 倍，燃油效率也大大提 升。GE 於(yu) 2015 年 4 月獲得了其首個(ge) 增材製造零件的聯邦航空管理局 （FAA）認證，其噴氣發動機 LEAP-1C 被譽為(wei) 革命性推進係統。 2016 年，GE 公司成功收購瑞典 Arcam 公司和德國 Concept Laser 公司，成為(wei) 金屬增材製造領域的巨頭，在航空發動機領域實現了增材製 造零部件的規模化應用。據 GE2016 年年報，這兩(liang) 次收購使得 GE 在 增材製造設備市場占據了 20%的份額，我們(men) 相信增材製造的長期市 場潛力是巨大的，大約有 750 億(yi) 美元，我們(men) 計劃到 2020 年在附加設 備和服務方麵，從(cong) 現在 3 億(yi) 美元發展到 10 億(yi) 美元收入…在未來十年， 增材製造可以使通用電氣的產(chan) 品成本減少 30 億(yi) 至 50 億(yi) 美元，並創造 新的性能…我們(men) Advanced Turboprop是第一個(ge) 充分利用增材工具的航 空產(chan) 品，減少了 30%的零件並將其‘cycle time’縮短 50%。據 GE2018 年年報，GE 已經為(wei) CFM LEAP 發動機（也是我國 C919 飛機選用的 發動機）使用增材製造技術生產(chan) 了超過 30000 個(ge) 燃料噴嘴頭，僅(jin) 在 2018 年一年中就交付了 1100 多個(ge) ，未來 3D 打印技術還將在 GE9X、 Catalyst 渦輪螺旋槳發動機和 T901 等型號上實現更大規模的應用。

3D 打印技術在民用航空領域同樣備受關(guan) 注。波音、空客、GE 將 其作為(wei) 戰略性技術之一進行攻克，並已開展布局建設。我國 3D 打印 技術雖然起步較晚，但也取得了輝煌的成就。中國商飛設計製造的國 產(chan) 大飛機 C919 在設計過程中也大量采用了 3D 打印技術製造的鈦合 金技術部件。3D 打印在民用航空航天市場的應用不僅(jin) 體(ti) 現在製造領 域，也體(ti) 現在機務維修方麵。3D 打印發動機零部件的出現解決(jue) 了發 動機維修所需備件的采購難題。利用 3D 打印技術可以方便快捷地製 造出所需的零備件，解決(jue) 了航空發動機維修企業(ye) 采用傳(chuan) 統方法短時間 內(nei) 無法滿足設備、工藝等基礎條件的難題，大大縮短了維修周期。在 機務維修領域，會(hui) 接觸到很多外形結構複雜的異形零件，在高空的極 端環境下，可能發生結構的形變，這時候可以利用 3D 打印製造出同 樣零件進行對比、測量判定磨損或者腐蝕情況，從(cong) 而確定該零部件是 否需要更換。

4.3 汽車及醫療領域也是主要方向，短期受成本及規模限製拓展有限

汽車、醫療等領域的3D打印技術也正在應用。汽車工業(ye) 是 3D 打 印技術最早的應用領域之一，其在模型設計、複雜零件製造、整車模 型製作等方麵相比傳(chuan) 統工藝具有高精度、低成本、重量輕的特點，可 滿足汽車零部件定製化需求。而醫療行業(ye) 一直是 3D 打印技術主流應 用領域，3D 打印技術可應用於(yu) 齒科、骨科甚至活體(ti) 器官製作。在模 具行業(ye) ，3D 打印可替代 CNC 加工技術，具有周期短、成本低的優(you) 勢。 3D 打印開辟了多元化應用，但由於(yu) 3D 打印技術目前受體(ti) 積、成本、 規模化限製，目前拓展有限。隨著技術進步，3D 打印機大型化、打 印速度加快，3D 打印未來有一定的增長空間。

細致看，增材製造有望在長期成為(wei) 汽車領域內(nei) 重要的工藝補充。汽車行業(ye) 使用增材製造工藝，可有效減輕重量，改善汽車的性能並提 高燃油經濟性。此外，增材製造可以通過直接製造用於(yu) 注模的工具來 提高製造效率，還可通過將內(nei) 部冷卻通道應用於(yu) 注塑方法，可以縮短 生產(chan) 周期，提高工具質量並降低維護成本。此外，汽車原始設備製造 商使用該技術來經濟高效地快速生產(chan) 製造輔助設備，夾具和固定裝 置。據 Frost & Sullivan's Global 360° Research Team 2016 年 5 月發布的 《Global Additive Manufacturing Market, Forecast to 2025》， Toyota Central R＆D Labs Inc.和Materialize開發了3D打印的汽車座椅設計以 及生產(chan) 過程。仿生結構和較軟的芯材（不包括傳(chuan) 統座椅中使用的泡沫） 更輕巧，更舒適。此外，由於(yu) 坐在陽光下的表麵材料吸收的能量不到 一半，因此改善了加熱功能。

此外，長期看，醫療領域有望也是長期內(nei) 增材製造主要應用市場 之一。據《Global Additive Manufacturing Market, Forecast to 2025》， 美國助聽器生產(chan) 在不到 500 天的時間內(nei) 就轉換為(wei) 100％ 3D 打印。這 種轉變的關(guan) 鍵是 3D 打印機使人工勞動密集型行業(ye) 轉變為(wei) 自動化行 業(ye) 。降低成本，提高質量並以患者為(wei) 中心，其他子行業(ye) 也在研究增材 製造技術。該技術通過提供義(yi) 肢和牙科的定製功能，以及通過生物打 印（科學家可以在其中打印人類大小的骨骼，軟骨和肌肉）實現了以 患者為(wei) 中心的方法，醫療植入體(ti) 領域的定製化特征使其更適合用增材 製造技術。

5、 海外複盤：全行業(ye) 覆蓋的雙刃劍，聚焦專(zhuan) 業(ye) 領域以求突破

5.1 3D 係統：短期並購推動營收，盈利能力受限於(yu) 多領域滲透不足

多年布局下，3D 係統已實現多領域 3D 打印應用全流程覆蓋。3D 係統公司（股票代碼：DDD.N）於(yu) 1993 年成立於(yu) 美國特拉華州，向 全球客戶提供全麵的 3D 打印解決(jue) 方案，包括塑料和金屬 3D 打印機、 材料、數字設計工具、定製服務等。公司的 3D 打印機類型多樣，包 括立體(ti) 光刻（SLA）、選擇性激光燒結（SLS）、直接金屬打印機（DMP）、 多點噴射打印機（MJP）和彩色噴射打印機（CJP），滿足醫療保健、 航空航天、汽車和耐用品等應用場景的不同需求。公司的打印機大多 使用自主開發且銷售的專(zhuan) 有材料，包括塑料、尼龍、金屬、聚合物牙 科材料等，同時通過第三方的研發和購買(mai) 補充材料組合。為(wei) 了實現價(jia) 值鏈全流程覆蓋，公司還提供設計工具、掃描儀(yi) 、模擬器等產(chan) 品和維 修培訓服務。多環節覆蓋下，公司營業(ye) 收入位於(yu) 同業(ye) 前列。在全球主 要上市 3D 打印公司中（AM3D.DF、VJET.N、DDD.N、SSYS.O、688333.SH）， 2018 年以美元結算下，公司營收位居第一達 6.88 億(yi) 美 元。截至 2019 年 11 月 22 日交易日，3D 係統市值位於(yu) 上述可比公司 第一，達 10.36 億(yi) 美元。

公司下遊應用廣泛易受宏觀因素影響，階段性營收增長的主要推 力為(wei) 並購擴張。自 1990 年以來，公司營收規模持續增長，但增長率 波動較大。一方麵，公司消費級品類多樣，營收增速受宏觀經濟影響， 如 2008-2009 年全球經濟衰退造成公司營收下降 28%，2010 年經濟複 蘇拉動營收增長率超過 40%。另一方麵，增長率受公司自身因素影響， 如 1994 年公司推出新的產(chan) 品和服務使得營收增長率從(cong) 19%躍升至 39%，2006 年銷售渠道受阻導致營業(ye) 收入轉增為(wei) 減。總體(ti) 來看，公司 2010-2014 年銷售額增加的絕對值最為(wei) 明顯，但主要來源於(yu) 企業(ye) 並購， 自身原有的經營業(ye) 績增長較為(wei) 平緩。不完全統計，2009 年至 2014 年 初，公司累計發生 40 餘(yu) 次並購交易，累計貢獻超過 40%的營收。

……

5.2 3D 打印滲透低限製前期營收規模擴大，先發專(zhuan) 利奠定發展基礎

5.3 大舉(ju) 並購忽視行業(ye) 需求埋隱患，部分專(zhuan) 利到期競爭(zheng) 加劇惡化盈利

……

6、 投資建議

推薦關(guan) 注國內(nei) 航空航天金屬增材製造領域領先企業(ye) 鉑力特等。 （1）金屬增材製造空間廣闊，航空航天領域業(ye) 績持續穩定性強。曆 史看，海外同業(ye) 公司曾經曆市值戴維斯雙殺，係家庭及消費級桌麵級 打印機預期可實現高速增長的泡沫破裂。但主營專(zhuan) 用金屬增材製 造設備的德國 SLM 在此階段市值平穩，工業(ye) 級增材製造需求相對穩 定。同時，增材製造技術特點及研製契合航空航天市場需求，國際航 空製造巨頭 GE 公司在 2016 年並購兩(liang) 家主營金屬增材製造設備企業(ye) 、 截至 2018 年 GE 年報公布日已實現三萬(wan) 餘(yu) 隻 C919 選用發動機型號的 燃油噴嘴頭的量產(chan) ，表明中短期看航空航天市場有望成為(wei) 增材製造最 先大規模應用的領域之一。 （2）客戶優(you) 勢穩定性突出，高端裝備放量 有望催化業(ye) 績較快增長。航空航天領域裝備需求的穩定性優(you) 於(yu) 民航， 研製批產(chan) 周期較長且供應商更換難度更大，具有顯著高於(yu) 海外同業(ye) 的 抗周期性特征。良好賽道上的鉑力特等企業(ye) ，憑借與(yu) 航空航天高端客 戶的較穩定合作，未來業(ye) 績穩定性及增長的持續性較高。（3）海內(nei) 外 技術差距小，高端裝備領域先發及卡位優(you) 勢突出。以鉑力特為(wei) 例，其 目前覆蓋行業(ye) 三種商業(ye) 模式，具備粉末自製、設備自研、服務定製的 全產(chan) 業(ye) 鏈布局優(you) 勢。該公司是國內(nei) 鋪粉路線領先企業(ye) ，並已拓展 至送粉路線，因與(yu) 德國金屬增材製造設備老牌企業(ye) EOS 技術差距 較小，公司自研鋪粉設備已逐步或客戶認可並已實現德國出口。尤其 是對於(yu) 高端裝備客戶，采用新技術所製造的產(chan) 品若進入批產(chan) 且性能突 出，公司有望繼續參與(yu) 後續其他部件的替換及新裝備研製。且若在後 期實現自製金屬打印粉末的規模應用及量產(chan) ，客戶粘性更大，先發地 位及卡位優(you) 勢突出，並有望拓展至其他工業(ye) 領域。