(報告出品方/作者:華創證券,範益民、胡明柱)
一、3D 打印:從“減材”到“增材”,行業長坡厚雪
(一)從(cong) “減材”到“增材”,傳(chuan) 統製造技術的革新
3D 打印,又稱“增材製造”(AdditiveManufacturing;AM),是指以三維模型數據為(wei) 基 礎,通過材料堆積的方式製造零件或實物的工藝。不同於(yu) 傳(chuan) 統製造業(ye) 通過切削等機械加 工方式對材料去除從(cong) 而成形的“減”材製造,3D 打印通過對材料自下而上逐層疊加的方 式,將三維實體(ti) 變為(wei) 若幹個(ge) 二維平麵,大幅降低了製造的複雜度。3D 打印改變了產(chan) 品的 設計製造過程,被視為(wei) 諸多領域科技創新的“加速器”,對傳(chuan) 統製造業(ye) 起到較大推動和變 革,將助力航空航天、國防、汽車、生物醫療等領域核心技術的突破和跨越式發展。
3D 打印可快速加工成形結構複雜的零件,實現“自由製造”。“化繁為(wei) 簡”是 3D 打印的 優(you) 勢之一,尤其在複雜、大型結構加工工藝方麵具有明顯的優(you) 勢。3D 打印的原理是將三 維工件切片以獲得二維的輪廓信息,通過層層疊加的方式實現產(chan) 品成形,是一種“自下 而上”的工藝方式,這種方式基本不受零件形狀的限製,特別在製造內(nei) 部結構複雜的、 傳(chuan) 統加工無法完成一體(ti) 製造的產(chan) 品方麵,具備突出優(you) 勢,因此,3D 打印能夠生產(chan) 出符合 特定需求的複雜產(chan) 品,從(cong) 而實現“自由製造”。
3D 打印相較於(yu) 傳(chuan) 統製造可具有成本低、研發周期短等優(you) 勢。成本端:傳(chuan) 統機械製造通常是通過批量生產(chan) 單一產(chan) 品來降低成本,生產(chan) 的主要成本可分為(wei) 物料成本,開模成本、機 器折舊,耗材成本和人工成本幾方麵,而 3D 打印則是通過一台設備生產(chan) 多種類產(chan) 品,通 過生產(chan) 多種類產(chan) 品來降低生產(chan) 成本,簡化了生產(chan) 過程,降低了生產(chan) 裝配成本和耗材成本。 效率端:3D 打印無需開模、無需傳(chuan) 統機械多重處理,可在單個(ge) 設備上快速製造出所需零 件,加速產(chan) 品研發迭代,提高效率。
由於(yu) 我國 3D 打印起步較晚,在 2010 年之前的 3D 打印專(zhuan) 利申請數量較少,2010 年之後 隨著各大科研院所和高校積極參與(yu) 研究、各大公司積極布局 3D 打印業(ye) 務,專(zhuan) 利申請數量 增長較快,雖然 2020 年以來,我國 3D 打印行業(ye) 專(zhuan) 利授權數量有所下降,但是絕對指標 數量仍較大。

3D 打印仍隻是傳(chuan) 統製造業(ye) 的重要補充,短期內(nei) 並不足以顛覆傳(chuan) 統製造業(ye) 。3D 打印技術 和傳(chuan) 統精密加工技術均是製造業(ye) 的重要組成部分,目前 3D 打印加工與(yu) 傳(chuan) 統精密加工相 比還存在加工精度、表麵粗糙度和可加工材料等方麵的差距,但是 3D 打印優(you) 勢也非常明 顯,是傳(chuan) 統機械製造的有力補充,3D 打印和傳(chuan) 統機械加工方式將長期並存,但 3D 打印 因其全新的技術原理、獨特的工藝特點,在多種應用場景具備明顯的優(you) 勢,3D 打印工藝 滲透率有望穩步提升。
(二)國家戰略性新興(xing) 產(chan) 業(ye) ,政策支持力度大
國家對 3D 打印支持力度大,助力製造業(ye) 轉型升級。我國相關(guan) 部門發布了許多有關(guan) 3D 打 印方麵的政策以引導行業(ye) 發展。2017 年,國家發改委發布的《戰略性新興(xing) 產(chan) 業(ye) 重點產(chan) 品 和服務指導目錄》將 3D 打印列為(wei) 戰略性新興(xing) 產(chan) 業(ye) 重點產(chan) 品和服務。2020 年,國家標準 化管理委員會(hui) 、工信部、科學技術部、教育部、國家藥品監督管理局、中國工程院六部門 聯合印發了《增材製造標準領航行動計劃(2020-2022 年)》。近些年,國家相關(guan) 部門又發 布了《“十四五”智能製造發展規劃》、《“十四五”國家重點研發計劃重點專(zhuan) 項 2022 年度 項目申報指南》等政策文件支持行業(ye) 發展。
(三)主要集中於(yu) 小規模、定製化的 B2B 模式
目前 3D 打印主要集中於(yu) 小規模、定製化的 B2B 商業(ye) 模式。不同於(yu) 常見的 2D 打印商業(ye) 模式,3D 打印的應用目前集中在 B 端,而直麵 C 端的投資較大且較分散,因而成本較 大,大規模鋪開還需要技術迭代、降低成本,應用場景也需要進一步挖掘。在 B 端方麵, 3D 打印在航空航天、醫療、模具等領域已處於(yu) 初步產(chan) 業(ye) 化階段,工業(ye) 級應用範圍較廣且 在持續滲透,未來的前景可期、市場空間大。
二、上遊:產業鏈中的高壁壘環節,高端環節國產替代需求大
3D 打印產(chan) 業(ye) 鏈上遊為(wei) 原材料及零件,包括 3D 打印原材料、核心硬件和軟件;中遊為(wei) 製 造設備和打印服務;下遊應用領域則包括航空航天、醫療、消費及電子產(chan) 品等。
(一)原材料:打印材料是 3D 打印的基礎
3D 打印材料主要分為(wei) 金屬材料、有機高分子材料、無機非金屬材料三大類
金屬粉末:金屬粉末在工業(ye) 領域應用較多,市場空間廣闊。金屬粉末有鈦合金、高溫合 金、鎳鉻合金、銅鋁合金等,可以生產(chan) 形狀複雜,個(ge) 性化的零部件,並且可以顯著縮短工 件的生產(chan) 周期,提高材料的利用率,產(chan) 品附加值高,增長潛力大,所以被廣泛應用於(yu) 航 空航天,醫療器械等場景。
有機材料:種類多,用量大,高端應用場景有待開發。3D 打印用有機材料主要包括光敏 樹脂和熱塑性塑料,其具有價(jia) 格低廉、易於(yu) 加工的特點,是 3D 打印相對比較成熟的材 料,目前廣泛應用於(yu) 文創用品,模型手板加工等領域。
無機非金屬材料:3D 打印工藝中常用的有砂型材料和陶瓷材料。由於(yu) 國內(nei) 粘結劑噴射和 陶瓷光固化等工藝起步較晚,因此大多數的砂型材料和部分陶瓷材料的研究主要圍繞工 藝性驗證開展。現階段,對應工藝的大多數材料還處於(yu) 攻關(guan) 狀態,而 SiC 陶瓷以及磷酸 三鈣陶瓷等材料的研究已進入複合強化階段。
2021 年全球 3D 打印材料產(chan) 業(ye) 規模達到 25.98 億(yi) 美元。根據 Wohlers Associates,2012-2021 年,全球 3D 打印專(zhuan) 用原材料銷售金額從(cong) 4.17 億(yi) 美元增長至 25.98 億(yi) 美元,複合增長率 為(wei) 22.54%。2021 年,金屬 3D 打印原材料銷售金額達到 4.74 億(yi) 美元,同比增長 23.5%, 金屬 3D 打印專(zhuan) 用材料的研發日趨活躍。

(二)核心零部件:3D 打印設備的重要器件
激光器:激光 3D 打印的能量源
激光器是產(chan) 生激光的核心部件,輸出的激光功率大小、穩定性、光束質量等直接影響下 遊加工設備的品質,整個(ge) 產(chan) 業(ye) 鏈也是圍繞激光器的生產(chan) 及應用展開的。激光器是激光的 發生裝置,主要由泵浦源、增益介質、諧振腔等組成。泵浦源為(wei) 激光器的激發源,增益 介質指可將光放大的工作物質,諧振腔為(wei) 泵浦光源與(yu) 增益介質之間的回路。在工作狀態 下增益介質通過吸收泵浦源提供的能量,經諧振腔振蕩選模輸出激光。
激光器可按照增益介質、輸出波長、運轉方式、泵浦方式、輸出功率、調製技術分類: (1)按增益介質分類:可分為(wei) 固體(ti) 、氣體(ti) 、液體(ti) 激光器等。(2)按輸出波長分類:可分 為(wei) 紅外、紫外、深紫外激光器等。(3)按運轉方式分類:主要可以分為(wei) 連續激光器和脈 衝(chong) 激光器,連續激光器可在較長一段時間內(nei) 連續輸出激光,脈衝(chong) 激光器根據脈寬可分為(wei) 長脈衝(chong) (毫秒、微秒)、短脈衝(chong) (納秒)、超短脈衝(chong) (皮秒、飛秒)激光器。(4)按泵浦 方式分類:主要可以分為(wei) 光泵浦、電泵浦、化學泵浦激光器等。(5)按輸出功率分類: 主要可以分為(wei) 大(3-6KW)、中(1-3KW)、小(0-1KW)功率激光器等。(6)按調製技術 分類:主要可以分為(wei) 調 Q 技術、縮膜技術、主震蕩功率放大技術(MOPA)等。
產(chan) 業(ye) 鏈下遊主要應用激光的三大特征:激光能量、激光信息、激光顯示。其中激光焊接、 激光切割、激光打標等應用激光能量特征,激光 3D 打印主要應用這一特征;激光測量、 激光雷達等應用激光信息特征;激光投影、激光電視等應用激光顯示特征。 2021 年全球激光器市場規模超 180 億(yi) 美元。激光器是激光加工裝備的核心部件,激光器 技術水平成為(wei) 影響激光加工裝備的技術水平的關(guan) 鍵因素。根據《2022 fun88官网平台產(chan) 業(ye) 發展 報告》,全球激光器市場規模從(cong) 2017 年的 130.7 億(yi) 美元增長至 2021 年的 184.8 億(yi) 美元, CAGR 為(wei) 9.05%。
3D 打印采用的激光器種類包括紫外激光器、光纖激光器以及 CO2 激光器等,其中光纖 激光器應用最廣泛。CO2 激光器的本身輸出波長很長,金屬材料的吸收率較低,因此早期金屬打印用的 CO2 激光器功率動輒幾千瓦,體(ti) 積也較大。SLA 3D 打印機采用紫外激 光器進行固化,激光器所發射的激光束照射下快速固化形成所需要的產(chan) 品。光纖激光器 擁有結構簡單、轉換效率高、光束質量好、維護成本低、散熱性能好等優(you) 點,使得近年來 其在工業(ye) 激光器市場中占比逐漸提升。
國內(nei) 光纖激光器競爭(zheng) 比較激烈,中低功率激光器基本已實現國產(chan) 替代。根據凱普林招股 說明書(shu) ,在國內(nei) 市場從(cong) 功率角度來看,中低功率激光器已基本實現國產(chan) 替代,近些年競 爭(zheng) 也較為(wei) 激烈,而高功率激光器國產(chan) 化相對不高,疊加客戶對激光器品質提出更高要求, 因而對價(jia) 格敏感性相對更低。
掃描振鏡:3D 打印設備的核心元器件之一
掃描振鏡主要由反射鏡片、驅動電機、聚焦係統以及控製係統組成。激光束被擴束以後, 需要在工作麵上將其聚焦成細小的高能量光斑,並以一定的軌跡和速度均勻移動,使一 定平麵圖形的粉末熔化,完成二維加工過程,這個(ge) 過程通過掃描振鏡來實現。
我國掃描振鏡市場規模較小,高端振鏡依賴進口,高精密、定製化成未來發展方向。據 華經產(chan) 業(ye) 研究院統計,2014-2022 年,我國振鏡生產(chan) 企業(ye) 數量由 10 家以內(nei) 增長至超過 20 家。其中,頭部廠商包括大族激光、世紀桑尼、金海創、智博泰克等企業(ye) ,但產(chan) 品主要集 中在中低端,高端市場由美國 CTI、德國 Scanlab 和 Raylase 等國外企業(ye) 占據。在高精度 標刻、劃線、鑽孔領域,國產(chan) 振鏡與(yu) 國外廠商仍有較大差距。未來國產(chan) 振鏡企業(ye) 將有望 逐步增強高精密、定製化振鏡生產(chan) 能力,提升高端市場占比,進一步增強盈利能力。

高端振鏡控製係統依然由國外廠商主導。激光加工控製係統按照主流技術路線可劃分為(wei) 激光振鏡控製係統及伺服控製係統等。伺服電機控製主要應用於(yu) 大幅麵金屬切割,強調 切割厚度及速度,重點應用於(yu) 金屬板材或管材切割領域。激光振鏡控製係統適用精密加 工處理、小幅麵加工領域,圍繞高速、高精特點發展,已覆蓋激光標刻、激光打孔、激光 切割和激光焊接等激光加工應用場景;目前,在中低端控製係統領域已經基本實現國產(chan) 化;在高端應用領域,目前主要由德國 Scaps、德國 Scanlab 等國際廠商主導。
3D 掃描儀(yi) :3D 打印應用的重要輔助設備之一
3D 掃描可以利用物體(ti) 的三維數據建立三維建模程序,進而得到三維物體(ti) 。高精度三維掃 描與(yu) 3D 打印並不是相互獨立、界限清晰的技術門類,兩(liang) 種技術的相互融合也正在加速, 助力 3D 打印實現良好的終端應用。比如高精度三維掃描在激光熔覆中的作用有:一是, 為(wei) 修複提供數據支持,通過高精度三維掃描儀(yi) 獲取缺損特征的三維數據,進行逆向設計, 規劃修複方案,修複路徑及工藝參數等;二是,進行全尺寸檢測,激光熔覆後,通過非接 觸式三維掃描快速獲得合格性檢測結果。
我國 3D 掃描儀(yi) 市場蓬勃發展,市場需求穩定增長。根據共研網數據,我國 3D 掃描儀(yi) 需 求量明顯大於(yu) 產(chan) 量,需求缺口主要來源於(yu) 進口,龐大的市場需求,促使我國 3D 掃描儀(yi) 市 場規模不斷擴大;2016-2021 年,我國 3D 掃描儀(yi) 市場規模從(cong) 2.51 億(yi) 元增長至 8.39 億(yi) 元, 複合增長率為(wei) 27.29%,預計 2022 年我國市場規模達 9.81 億(yi) 元。
(三)軟件係統:3D 打印設備核心中樞
3D 打印相關(guan) 軟件包括模型設計軟件、數據處理軟件以及設備控製軟件。3D 打印技術的 生產(chan) 過程為(wei) :首先,通過 Pro/E、SolidWorks 等模型設計軟件,三維建模生成具有一定尺 寸、形狀的三維模型,完成後將此三維模型保存為(wei) 能被切片軟件所識別的文件類型;然 後,利用切片軟件對模型作進一步調整,調整完成後用切片軟件進行切片,此過程將三 維立體(ti) 模型轉化為(wei) 極多個(ge) 二維平麵模型;最後,再對每個(ge) 二維模型進行分析並進行打印 頭的運動路徑規劃,打印頭完成的這些路徑將鋪成一個(ge) 完整的二維平麵。目前,行業(ye) 內(nei) 大部分 3D 打印設備廠商的工業(ye) 軟件係統係需向第三方采購,軟件性能提升依賴並受製 於(yu) 軟件服務商,限製了設備性能和材料性能的應用,難以快速響應客戶軟件方麵的需求。 因此,擁有完全自主知識產(chan) 權 3D 打印設備工業(ye) 軟件係統將有助於(yu) 設備製造企業(ye) 提升行 業(ye) 競爭(zheng) 力。
三、中遊:製造設備是產業核心,需求持續增長且提升空間大
(一)3D 打印設備:3D 打印產(chan) 業(ye) 的核心,SLM 設備依舊是主流
3D 打印設備工藝主要分為(wei) 金屬材料和非金屬材料製造工藝。3D 打印設備位於(yu) 產(chan) 業(ye) 鏈中 遊,也是產(chan) 業(ye) 鏈的核心主體(ti) ,製造商研發生產(chan) 3D 打印設備供下遊各領域客戶使用,並根 據下遊客戶的反饋信息,不斷更新優(you) 化迭代,同時也會(hui) 將信息傳(chuan) 遞給上遊廠商,共同促 進 3D 打印行業(ye) 的迭代升級。
(二)競爭(zheng) 格局:我國 3D 打印設備提升空間大,競爭(zheng) 格局較分散
我國 3D 打印設備安裝量提升空間大,競爭(zheng) 格局較分散。根據 Wohlers Associates,2020 年我國 3D 打印產(chan) 業(ye) 市場規模占比 10.80%,為(wei) 僅(jin) 次於(yu) 美國的全球第二大市場。我國 3D 打 印行業(ye) 經過 30 餘(yu) 年的發展,技術不斷創新,規模穩步增長,技術體(ti) 係和產(chan) 業(ye) 鏈條不斷完 善,目前已建立起較為(wei) 穩定的 3D 打印產(chan) 業(ye) 生態體(ti) 係和行業(ye) 競爭(zheng) 格局,呈現出行業(ye) 整體(ti) 高 速增長,由幾家巨頭主導,其他設備製造商後起追趕的發展態勢。2021 年,我國 3D 打 印設備市場占比前五為(wei) 分別為(wei) 聯泰、Stratasys、EOS、GE 及 3D Systems,其中國外廠商 占比高達 45.9%,國內(nei) 3D 打印上市領先企業(ye) 鉑力特占比僅(jin) 4.9%,華曙高科占比僅(jin) 6.6%。

目前工藝技術呈現百花齊放的格局,SLM/SLS 工藝技術占比較大。SLM 工藝技術是目 前 3D 打印行業(ye) 最主流的工藝,很多工藝是在 SLM 工藝的基礎上,根據不同的工況進行改造而來。工業(ye) 級金屬和非金屬 3D 打印方麵,產(chan) 品普遍具有較好的力學性能、高精度和 高密度等特征,可用於(yu) 航空航天、生物醫療等嚴(yan) 苛環境。桌麵級非金屬 3D 打印方麵,產(chan) 品的力學性能相對弱一些,精度和密度方麵會(hui) 低一些,在創新創意方麵應用較多。目前 我國 3D 打印設備主要以 SLS\SLM 和非金屬的 FDM 為(wei) 主,前兩(liang) 者占比約 32%,FDM 大約占整體(ti) 比例的 15%,分別對應主要應用於(yu) 工業(ye) 級和桌麵級。
我國 3D 打印企業(ye) 整體(ti) 呈現“多而不大”的格局。國內(nei) 營收規模較大的深圳創想三維、深 圳縱維立方等 3D 企業(ye) ,其業(ye) 務範圍偏消費級 3D 打印。深耕工業(ye) 級 3D 打印的鉑力特和 華曙高科,盡管整體(ti) 營收規模較小,但增長迅速。成因主要係:一是,時間因素:我國 3D 打印起步較晚,3D 打印應用亟待拓展及滲透;二是,需求端呈“多樣化和個(ge) 性化”: 不同應用場景的需求和標準不一樣;三是,供給端難以全覆蓋:由於(yu) 需求端的多樣性, 造成很多 3D 打印企業(ye) 一般深耕一兩(liang) 個(ge) 或某幾個(ge) 細分賽道,很難全領域覆蓋。
(三)市場空間:預計 2024 年我國 3D 打印市場規模將達 500 億(yi) 元
預計 2025 年全球 3D 打印行業(ye) 市場規模達 298 億(yi) 美元。根據華經產(chan) 業(ye) 研究院數據,從(cong) 全 球市場規模來看,2015-2021 年,3D 打印市場規模從(cong) 51.65 億(yi) 美元增長至 152.44 億(yi) 美元, CAGR 為(wei) 19.80%。預計 2021-2025 年,全球市場規模將從(cong) 152.44 億(yi) 美元增長至 298 億(yi) 美 元,複合增長率為(wei) 18.24%。
2012-2021 年工業(ye) 級 3D 打印設備增長較快。工業(ye) 級 3D 打印可廣泛運用於(yu) 傳(chuan) 統產(chan) 業(ye) 轉型 升級和戰略性新興(xing) 產(chan) 業(ye) 發展,隨著 3D 打印技術的逐漸成熟和成本的不斷降低,市場需求 和發展潛力巨大。根據 Wohlers Associates,全球工業(ye) 級 3D 打印設備銷量(指麵向工業(ye) 且 銷售售價(jia) 在 5,000 美元或更高的機器)從(cong) 2012 年的 6 千餘(yu) 台增長至 2021 年的 2.6 萬(wan) 餘(yu) 台,年複合增長率 14.45%。全球金屬 3D 打印設備的銷售量從(cong) 2012 年的 200 餘(yu) 台增長至 2021 年的 2,300 餘(yu) 台,複合增長率 31.63%。主要係得益於(yu) 金屬增材製造技術的成熟和金 屬增材製造設備的普及。
預計 2024 年我國 3D 打印市場規模將達 500 億(yi) 元。我國經過多年發展,3D 打印產(chan) 業(ye) 正 從(cong) 起步期邁入成長期,整體(ti) 來看近年來呈現快速增長趨勢。根據華經產(chan) 業(ye) 研究院數據, 預計 2021-2024 年市場規模將從(cong) 262 億(yi) 元增長到 500 億(yi) 元,複合增長率為(wei) 24.04%,高於(yu) 全球 3D 打印行業(ye) 增速,同時也說明我國 3D 打印行業(ye) 發展迅速,國產(chan) 替代需求強烈,未 來增長空間較大。
3D 打印裝備占據半壁江山,3D 打印服務和材料占比也較大。3D 打印產(chan) 業(ye) 鏈自上而下主 要包含打印材料、打印設備、零部件、打印服務等。根據《中國增材製造產(chan) 業(ye) 發展現狀與(yu) 趨勢展望》數據統計,2022 年 3D 打印裝備占比 53.2%,零部件占比 5.9%,服務占比 26.0%,材料占比 12.4%。
四、下遊:應用場景在持續拓展,航空航天/醫療/汽車/消費電子空間廣闊
3D 打印主要應用於(yu) 航空航天、醫療、汽車及消費電子等領域。隨著 3D 打印的優(you) 勢不斷 被發掘,應用場景在不斷深化,在各行各業(ye) 均得到了越來越廣泛的應用。目前,3D 打印 主要應用於(yu) 航空航天、醫療、汽車等領域,也就是在製造業(ye) 和醫療領域應用最為(wei) 廣泛。 根據 Wohlers Associates,2021 年全球 3D 打印應用領域結構中航空航天行業(ye) 份額占比為(wei) 16.8%,為(wei) 3D 打印行業(ye) 下遊的主要應用領域,醫療/牙科領域,占比為(wei) 15.6%,汽車領域 占比為(wei) 14.6%。由於(yu) 航空航天、醫療、汽車等領域對零部件質量和定製化的要求較高,我 國 3D 打印的應用領域主要集中在這些領域。

(一)航空航天:3D 打印有助於(yu) 解決(jue) 該行業(ye) 中的製造困難
3D 打印有助於(yu) 解決(jue) 航空航天領域發展過程中對材料、結構、工藝及性能的新挑戰。在航 空航天領域,由於(yu) 零部件形態複雜、傳(chuan) 統工藝加工成本高及輕量化要求等因素,3D 打印已發展成為(wei) 提升設計與(yu) 製造能力的一項關(guan) 鍵核心技術,其利用逐層堆積的原理,能夠實 現任意複雜構件成形與(yu) 多材料一體(ti) 化製造,突破了傳(chuan) 統製造技術對結構尺寸、複雜程度、 成形材料的限製,提供了變革性的技術途徑,應用場景日趨多樣化。
預計未來十年我國航空製造業(ye) 為(wei) 3D打印帶來的年均價(jia) 值量約90.54億(yi) 元。根據IBISWorld 分析和華曙高科招股說明書(shu) ,2014 年至 2019 年中國航空製造業(ye) (包括飛機製造、飛機零 部件製造、維修服務等)年均複合增速為(wei) 9.8%,2019 年中國航空製造業(ye) 市場價(jia) 值約 698 億(yi) 美元(約合 4,886 億(yi) 元人民幣),預測未來十年(2020 年~2029 年)中國航空製造業(ye) 的 價(jia) 值年均複合增速為(wei) 10%,則未來十年中國航空製造業(ye) 市場價(jia) 值約 9.05 萬(wan) 億(yi) 元,年均 9,054.33 億(yi) 元,假設未來十年 3D 打印在航空製造業(ye) 占據的份額提升至 1%,據此可算出 未來十年中國航空製造業(ye) 為(wei) 3D 打印帶來的市場價(jia) 值約 905.43 億(yi) 元,年均約 90.54 億(yi) 元。
(二)生物醫療:個(ge) 性化醫療是 3D 打印重要應用場景
生物醫療 3D 打印是多學科融合的先進前言技術,綜合醫學、工程學、電子學、生物學等 多個(ge) 學科,打印出依據人體(ti) 組織或器官相似的替代品或者輔助用品,用於(yu) 組織修複和器 官移植。基於(yu) 人體(ti) 存在個(ge) 體(ti) 差異而傳(chuan) 統製造醫療器械多為(wei) 標準化樣式或尺寸的現狀,3D 打印憑借可個(ge) 性化定製的特點在醫療領域內(nei) 應用逐步廣泛,主要應用方向包括製造醫療 模型、手術導板、外科/口腔科植入物、康複器械以及生物 3D 打印人體(ti) 組織、器官等。
全球醫用 3D 打印市場規模增速較快。3D 打印醫療器械的主要類型有植入物、手術器械、 假肢、組織工程器械等複雜構件,3D 打印相對於(yu) 傳(chuan) 統製造具有一定的技術優(you) 勢,可打印 出複雜個(ge) 性化的幾何形狀的醫療植入物。根據 Acumen Research and Consulting,2022-2032 年,預計全球市場規模將從(cong) 28 億(yi) 美元增長至 110 億(yi) 美元,複合增長率為(wei) 21.59%。
(三)汽車工業(ye) :3D 打印覆蓋汽車行業(ye) 多領域製造
汽車行業(ye) 3D 打印在複雜構件、個(ge) 性化、小批量及輕量化等方麵具有優(you) 勢。汽車行業(ye) 由 於(yu) 自身規模大、研發投入多、應用 3D 打印技術時間長等因素,在 3D 打印技術應用中占 據重要位置,汽車行業(ye) 巨大的市場規模為(wei) 3D 打印技術提供了廣闊的市場空間。汽車製造 領域的 3D 打印應用有概念模型設計、汽車設計、零部件開發、內(nei) 外飾應用等方麵。
預計 2026 年全球汽車行業(ye) 3D 打印市場規模將達到 129 億(yi) 美元。根據 VoxelMatters (formerly 3dpbm)發布的《3D 打印在汽車行業(ye) 的應用市場報告》,預計全球汽車行業(ye) 市 場規模將從(cong) 2020 年的 26.78 億(yi) 美元增長到 129 億(yi) 美元,複合增長率為(wei) 25.28%。汽車主要 由四個(ge) 部分組成:車身、電子附件、內(nei) 飾和動力部件,其中汽車動力部件的市場規模占 比最大,2020 年占比為(wei) 35.29%。

(四)消費電子:3D 打印有望向消費電子拓展
消費電子產(chan) 品正朝著高精密化、高輕薄化、高集成化方向升級。由於(yu) 工業(ye) 級 3D 打印設備 價(jia) 格較貴、加工精度及效率等因素,3D 打印下遊更多聚焦在航空航天等高端及複雜製造 領域。但隨著技術不斷成熟,3D 打印不斷提效降本,下遊應用領域持續開拓,開始慢慢 滲透進入消費電子領域。據 Statista 數據,未來全球/我國消費電子產(chan) 品市場整體(ti) 仍將保持 一定的增長態勢,隨著消費電子產(chan) 品正朝著高精密化、高輕薄化、高集成化方向升級, 將助推 3D 打印市場需求提升。
五、產業鏈複盤及投資機會
(一)複盤國外龍頭上市企業(ye)
歐美 3D 打印行業(ye) 發展曆史較悠久,在全球市場處於(yu) 頭部地位。通過複盤海外市場龍頭 企業(ye) 對 A 股市場 3D 打印行業(ye) 投資具有一定的啟示意義(yi) 。3D Systems 是全球最大的 3D 打 印公司,成立於(yu) 1986 年,公司注冊(ce) 地為(wei) 美國特拉華州;2009 年以後,3D Systems 並購了 大量與(yu) 公司業(ye) 務相近的企業(ye) ,拓展了產(chan) 業(ye) 鏈的全覆蓋。Stratasys Ltd.是一家全球領先的 3D 打印解決(jue) 方案提供商,該解決(jue) 方案用於(yu) 設計和製造產(chan) 品過程中的零件以及直接製造最終 零件,該公司還開發、製造和銷售用於(yu) 其係統的材料,並提供相關(guan) 服務。 上漲幅度較大階段:2011 年 6 月-2013 年 12 月,3D Systems 和 Stratasys 的股價(jia) 走勢比較同步,累計漲幅較大。2011-2014 年,3D Systems 營收從(cong) 2.3 億(yi) 美元增長至 6.53 億(yi) 美元, 複合增長率達 41.56%,Stratasys 營收從(cong) 1.21 億(yi) 美元增長至 7.50 億(yi) 美元,複合增長率高達 83.65%,公司股價(jia) 出現了“戴維斯雙擊”。 下跌幅度較大階段:2014 年 9 月-2016 年 2 月,3D Systems 和 Stratasys 的股價(jia) 調整幅度 較大。2014-2015 年,3D Systems 和 Stratasys 的營收增長乏力,而且 2015 年兩(liang) 家公司的 淨利潤均出現較大虧(kui) 損,主要係公司通過並購重組推動營收增長,但大量並購重組會(hui) 帶 來了整合的難度,加劇了公司業(ye) 績的下滑,股價(jia) 出現了“戴維斯雙殺”。
(二)產(chan) 業(ye) 鏈公司梳理
產(chan) 業(ye) 鏈上遊:粉末材料。隨著工程化應用的深入,3D 打印金屬材料種類正在逐漸豐(feng) 富, 並通過合金化、增強基強化等手段提升性能;在有機高分子材料中,基於(yu) 合成原理,實 施改性和材料複合化,可有效改善線材性能;大多數無機非金屬材料的研究圍繞工藝適 應性開展,部分材料已開始進入性能改善階段。激光器:激光器領域是國產(chan) 替代的重要 方向,中低功率及中低端激光器基本已實現國產(chan) 化且競爭(zheng) 十分激烈,但是在中高端領域 和國外廠商仍然有一定差距;由於(yu) 3D 打印對激光的性能、光束質量、熱穩定性、功率 等都有較高的要求,這些指標不僅(jin) 僅(jin) 影響 3D 打印設備的使用壽命還影響器件的加工精 度,因此高端激光器領域是未來的國產(chan) 替代方向之一。振鏡係統:我國掃描振鏡市場規 模較小,高端振鏡依賴進口,高精密、定製化成未來發展方向。
產(chan) 業(ye) 鏈中遊:鉑力特和華曙高科是國內(nei) 3D 打印設備領域的領先企業(ye) 。由於(yu) 3D 打印設備 對軟硬件及粉末材料協同要求較高,所以在研發生產(chan) 設備的過程中,需要和上遊深入溝 通與(yu) 了解,因此設備廠商往往在布局設備的同時,往上遊拓展原材料、軟件係統等,比 如:3D System 全產(chan) 業(ye) 鏈布局、鉑力特全產(chan) 業(ye) 鏈布局、華曙高科深耕產(chan) 業(ye) 鏈中遊設備,往 上遊拓展原材料及軟件係統。
產(chan) 業(ye) 鏈下遊:下遊為(wei) 應用場景,比如:航空航天行業(ye) 、消費電子行業(ye) 、生物醫療行業(ye) 、汽 車工業(ye) 行業(ye) ,下遊行業(ye) 的擴容或者替代需求會(hui) 催化中遊和上遊相關(guan) 企業(ye) 的業(ye) 績增長。
(三)相關(guan) 公司
銳科激光:國內(nei) 光纖激光器龍頭企業(ye)
公司是一家專(zhuan) 業(ye) 從(cong) 事光纖激光器及其關(guan) 鍵器件與(yu) 材料的研發、生產(chan) 和銷售的國家火炬計 劃重點高新技術企業(ye) ,是全球有影響力的具有從(cong) 材料、器件到整機垂直集成能力的光纖 激光器研發、生產(chan) 和服務供應商;主營業(ye) 務包括為(wei) 激光製造裝備集成商提供各類光纖激 光器產(chan) 品和應用解決(jue) 方案。2019-2022 年,公司營收從(cong) 20.10 億(yi) 元增長至 31.88 億(yi) ,CAGR 為(wei) 16.62%。2019-2022 年淨利潤分別為(wei) 3.25 億(yi) 元、2.96 億(yi) 元、4.74 億(yi) 元及 0.40 億(yi) 元。

鉑力特:3D 打印全產(chan) 業(ye) 鏈覆蓋公司,背靠航空航天名校西工大。公司是一家專(zhuan) 注於(yu) 工業(ye) 級金屬 3D 打印(3D 打印)的高新技術企業(ye) ,為(wei) 客戶提供金屬 3D 打印與(yu) 再製造技術全 套解決(jue) 方案,業(ye) 務涵蓋金屬 3D 打印設備的研發及生產(chan) 、金屬 3D 打印定製化產(chan) 品服務、 金屬 3D 打印原材料的研發及生產(chan) 、金屬 3D 打印結構優(you) 化設計開發及工藝技術服務,構 建了較為(wei) 完整的金屬 3D 打印產(chan) 業(ye) 生態鏈,整體(ti) 實力在國內(nei) 外金屬 3D 打印領域處於(yu) 領先 地位。2019-2022 年,公司營業(ye) 收入從(cong) 3.22 億(yi) 元增長至 9.18 億(yi) 元,CAGR 為(wei) 41.79%。 2019-2022 年淨利潤分別為(wei) 0.74 億(yi) 元、0.87 億(yi) 元、-0.53 億(yi) 元及 0.79 億(yi) 元。
華曙高科:深耕 3D 打印產(chan) 業(ye) 鏈中遊製造設備的公司。華曙高科十餘(yu) 年來專(zhuan) 注於(yu) 工業(ye) 級 3D 打印設備的研發、生產(chan) 與(yu) 銷售,致力於(yu) 為(wei) 全球客戶提供金屬(SLM)3D 打印設備和 高分子(SLS)3D 打印設備,並提供 3D 打印材料、工藝及服務。公司已開發 20 餘(yu) 款設 備,並配套 40 餘(yu) 款專(zhuan) 用材料及工藝,正加速應用於(yu) 航空航天、汽車、醫療、模具等領域。 公司是全球少數同時具備 3D 打印設備、材料及軟件自主研發與(yu) 生產(chan) 能力的 3D 打印企 業(ye) ,銷售規模位居全球前列,是我國工業(ye) 級 3D 打印設備龍頭企業(ye) 之一。2019-2022 年, 公司營業(ye) 收入分別為(wei) 1.55 億(yi) 元、2.17 億(yi) 元、3.34 億(yi) 元及 4.57 億(yi) 元,CAGR 為(wei) 43.33%, 2019-2022 年。2019-2022 年淨利潤分別為(wei) 0.18 億(yi) 元、0.41 億(yi) 元、1.17 億(yi) 元及 0.99 億(yi) 元。
英諾激光:擁有激光器等核心器件能力的激光解決(jue) 方案提供商。公司是全球少數同時具 有納秒、亞(ya) 納秒、皮秒、飛秒級微加工激光器核心技術和生產(chan) 能力,且實現工業(ye) 深紫外 納秒激光器批量供應的工業(ye) 激光器生產(chan) 廠商之一。2016-2022 年,公司營業(ye) 收入由 1.49 億(yi) 元增長至 3.20 億(yi) 元,CAGR 為(wei) 13.62%;毛利率保持在 50%左右的較高水平。
(本文僅(jin) 供參考,不代表我們(men) 的任何投資建議。如需使用相關(guan) 信息,請參閱報告原文。)
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