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（報告出品方/作者：財通證券，佘煒超、張飛）
1 增材制造：數(shù)字時代的智能制造
1.1 化數(shù)字為實體，鑄虛擬至現(xiàn)實
增材制造是指利用打印頭、噴嘴或其他打印技術(shù)，通過材料堆積的方式來制造 零件或?qū)嵨锏墓に嚒Ｔ霾闹圃欤ˋdditive Manufacturing；AM）亦被稱為 3D 打印， 不同于傳統(tǒng)制造業(yè)通過切削等機械加工方式對材料去除從而成形的“減”材制造， 增材制造通過對材料自下而上逐層疊加的方式，將三維實體變?yōu)槿舾蓚€二維平面， 大幅降低了制造的復(fù)雜度。增材制造一般可以分為 6 個步驟。1）3D 建模：使用 CAD 軟件進(jìn)行建模；2）轉(zhuǎn)化為 STL：將模型文件轉(zhuǎn)化為 STL 文件格式；3）切 片處理：將 STL 文件導(dǎo)入切片軟件進(jìn)行切片處理；4）增材制造：根據(jù)切片路徑 信息控制打印過程；5）去除增材制造支撐：將打印好的模型從打印機器中取出； 6）產(chǎn)品后處理：使用打磨、拋光、著色等工藝加強產(chǎn)品外觀以及力學(xué)等性能。
增材制造技術(shù)的發(fā)展大致分為“快速原型制造”和“金屬直接增材制造”兩個 階段。原型制造包括 SLA、LOM、FDM、SLS，由于受工藝和材料的限制，加 工的成品無法達(dá)到產(chǎn)品級別性能要求，只能作為原型，或用于模具制造的樣件， 所以被稱為“快速原型制造”。然而 SLM、LENS、EBSM、EBF、IFF、WAAM 以 激光束、電子束、等離子束或電弧為熱源，能對制備好的金屬粉材或絲材進(jìn)行逐 層熔化或堆積，可直接制造出金屬零件成品或半成品，因此被稱為“金屬直接增 材制造”。 增材制造技術(shù)隨著技術(shù)、材料、工藝的發(fā)展，打印的成品在結(jié)構(gòu)和性 能上有很大改善，正在由“原型”向“產(chǎn)品”逐步升級。
與傳統(tǒng)制造的“減材制造”方式相比，增材制造的“增材制造”特性使其與傳統(tǒng)制造形成較好互補。傳統(tǒng)制造主要通過鑄造、鍛造、機械加工等方式將原材料 加工為所需的零部件或產(chǎn)品，這種加工方式對加工流程簡單的產(chǎn)品可以實現(xiàn)大規(guī) 模生產(chǎn)，生產(chǎn)效率較高，但對于批量較小，工藝復(fù)雜的產(chǎn)品則效率顯著下降。增 材制造技術(shù)通過逐層添加材料的方式進(jìn)行制造，可以實現(xiàn)對復(fù)雜結(jié)構(gòu)、小批量結(jié) 構(gòu)的高效制造，因此，增材制造可以形成對傳統(tǒng)制造領(lǐng)域的有效補充。
與傳統(tǒng)精密加工相比，金屬增材制造技術(shù)存在如下優(yōu)勢：1）縮短新產(chǎn)品研發(fā)及 實現(xiàn)周期；2）可高效成形更為復(fù)雜的結(jié)構(gòu)；3）實現(xiàn)一體化、輕量化設(shè)計；4） 材料利用率較高；5）實現(xiàn)優(yōu)良的力學(xué)性能；6）對于批量較小的生產(chǎn)任務(wù)，可以 顯著降低單件成本。
1.2 多技術(shù)路線并存，性能各有優(yōu)劣
增材制造從誕生至今近 40 年，目前處于多技術(shù)路線共存的狀態(tài)。目前的技術(shù)路 線主要有 7 個：1）粉末床熔融；2）定向能量沉積；3）立體光固化；4）粘接劑 噴射；5）材料擠出；6）材料噴射；7）薄材疊層。七種基本的增材制造工藝中， 金屬增材制造工藝原理主要為粉末床熔融和定向能量沉積兩大類別，采用這兩類 工藝原理的金屬增材制造技術(shù)都可以制造達(dá)到鍛件標(biāo)準(zhǔn)的金屬零件。
1.3 金屬增材制造技術(shù)未來發(fā)展趨勢
兼顧高性能、高精度、高效率、低成本、更大的加工尺寸范圍和更廣泛的材料 將是金屬增材制造技術(shù)未來發(fā)展方向。金屬增材制造技術(shù)的發(fā)展并不是孤立的， 其涉及制造工藝、設(shè)備、材料、優(yōu)化設(shè)計等各個方面，總體來看，金屬增材制造 技術(shù)未來將分別在制造工藝、制造設(shè)備、制造原材料、優(yōu)化設(shè)計等方面有較為明 確的發(fā)展趨勢：1）制造工藝方面：克服現(xiàn)有技術(shù)缺陷并提升優(yōu)勢，發(fā)展增減材 復(fù)合制造技術(shù)，發(fā)展新工藝?yán)碚摚?2）設(shè)備方面：大型化、專業(yè)化以及智能化； 3）原材料方面：開發(fā)更多種類、更高品質(zhì)、更專業(yè)化原材料，以及單一原材料 向復(fù)合材料發(fā)展；4）優(yōu)化設(shè)計方面：突破傳統(tǒng)制造思維束縛，發(fā)展拓?fù)鋬?yōu)化設(shè) 計、點陣結(jié)構(gòu)設(shè)計、點陣結(jié)構(gòu)設(shè)計、一體化結(jié)構(gòu)設(shè)計等輕量化設(shè)計。
2 增材制造市場空間廣闊，多領(lǐng)域應(yīng)用穩(wěn)步拓展
2.1 國家制造升級重點發(fā)展方向，密集政策推動行業(yè)穩(wěn)步發(fā)展
增材制造是先進(jìn)制造的重點方向，國家密集政策推動行業(yè)穩(wěn)步發(fā)展。中國高度 重視增材制造產(chǎn)業(yè)發(fā)展， 工信部會同國家發(fā)改委、教育部、科技部、財政部等 部門印發(fā)《“十四五”智能制造發(fā)展規(guī)劃》，明確將選區(qū)激光熔融裝備、選區(qū)激光 燒結(jié)成形裝備列入智能制造裝備創(chuàng)新發(fā)展行動，加強自主供給，壯大產(chǎn)業(yè)體系新 優(yōu)勢。
2.2 增材制造進(jìn)入高速增長期，設(shè)備及服務(wù)仍將占據(jù)主要部分
中國增材制造發(fā)展迅速，并將在未來繼續(xù)保持較高速度增長。根據(jù)工信部數(shù)據(jù)， 2012-2022 年，中國增材制造產(chǎn)業(yè)規(guī)模自 10 億元增長至 320 億元，年復(fù)合增長率 為 41.42%，2019-2022年，中國增材制造產(chǎn)業(yè)市場規(guī)模年復(fù)合增長率為 26.52%， 根據(jù)左世全《增材制造十年發(fā)展及展望》數(shù)據(jù)，我國增材制造產(chǎn)業(yè)規(guī)模有望于 2027 年超過千億元，2022-2027 年年復(fù)合增長率有望達(dá)到 25.59%。根據(jù)工信部裝 備工業(yè)發(fā)展中心對 50 家行業(yè)企業(yè)的調(diào)研數(shù)據(jù)，調(diào)研企業(yè)在裝備、服務(wù)、材料、 零部件（掃描振鏡、三位掃描儀、激光器、過程傳感器等）等環(huán)節(jié)的營收占比分 別為 53.2%、26.0%、12.4%和 5.9%，裝備及服務(wù)仍舊占據(jù)市場主導(dǎo)地位。
增材制造已經(jīng)在諸多領(lǐng)域穩(wěn)步拓展應(yīng)用。目前增材制造應(yīng)用領(lǐng)域已經(jīng)從早期的航 空航天等高端制造領(lǐng)域逐步拓展至多個領(lǐng)域，2021 年，航空航天依然是增材制 造應(yīng)用最多的領(lǐng)域，占比為 16.8%，其次分別為醫(yī)療/牙科（占比 15.6%）、汽車 領(lǐng)域（14.6%）、消費電子（11.8%）、學(xué)術(shù)科研（占比 11.1%）等。
2.3 航空航天零部件工藝復(fù)雜，成為增材制造天然適配領(lǐng)域
部分航空航天零部件工藝復(fù)雜，在此場景下增材制造成為理想解決方案。在航 空航天行業(yè)中，隨著產(chǎn)品復(fù)雜度提升，部分零部件結(jié)構(gòu)越發(fā)復(fù)雜化，且呈現(xiàn)出一 體化程度逐漸提高的態(tài)勢，這使得其加工難度和裝配難度較高。針對這個趨勢， 部分航空公司開始采用增材制造技術(shù)制造相關(guān)零部件并取得良好效果。2010 年， GE 公司成立增材制造團隊致力于部分航空零部件的增材制造，此后的十余年間， GE 公司陸續(xù)完成了 LEAP 系列航空發(fā)動機引擎噴油嘴的增材制造，熱交換器的 增材制造，渦輪葉片的增材制造等一系列航空零部件的增材制造。
增材制造技術(shù)在減少航空發(fā)動機零部件數(shù)量、減輕機身重量方面效果顯著。GE Catalyst 渦槳發(fā)動機將成為全世界第一款集成螺旋槳操作全權(quán)數(shù)字控制的渦槳發(fā) 動機，該發(fā)動機超過三分之一的部件是通過增材制造技術(shù)生產(chǎn)制造的。在此發(fā)動 機中有 855 個單獨的部件可以通過增材制造技術(shù)組合成 12 個部件，因此大幅提 升了發(fā)動機研制速度，還幫助發(fā)動機成功“瘦身”100 多磅。在 GE 發(fā)動機噴嘴 中，增材制造技術(shù)使其原來的 20 個零部件縮減為 1 個零部件，最終成品重量比 原來降低 25%，使用壽命提升 5 倍。
航天火箭結(jié)構(gòu)復(fù)雜批量較小，是 3D 打印的天然適用場景。與典型工業(yè)零部件相 比，火箭等航天運載工具總體呈現(xiàn)出結(jié)構(gòu)復(fù)雜、批量較小的特征，從經(jīng)費上看， 火箭作為系統(tǒng)工程，存在設(shè)計線、生產(chǎn)線和測試線三條業(yè)務(wù)流，其中設(shè)計線占一 發(fā)火箭首型科研經(jīng)費的 70%，生產(chǎn)線占火箭首型科研經(jīng)費的 30%，在設(shè)計線中， 3D 打印的應(yīng)用可以大幅降低設(shè)計成本，縮短設(shè)計周期，同時，小批量的生產(chǎn)線 使用 3D 打印工藝更能極大縮減生產(chǎn)成本。除此之外，在火箭設(shè)計制造場景中使 用 3D 打印技術(shù)還有以下優(yōu)點：1）拓展設(shè)計空間，不同部分一體化設(shè)計制造成為 可能；2）有效減少零件數(shù)量，例如華曙高科采用 SLM 工藝制造的火箭發(fā)動機收 擴段可以實現(xiàn)一體化成形，大大縮減零件數(shù)量；3）結(jié)構(gòu)部件的集成與減重。當(dāng) 前增材制造已經(jīng)在中國航天領(lǐng)域加快布局應(yīng)用，2022 年 12 月 27 日，西安航天發(fā) 動機有限公司增材制造中心基于液體動力制造及航天裝備發(fā)展需求，分兩批引進(jìn) 近百臺增材制造設(shè)備，推進(jìn)增材制造產(chǎn)業(yè)化發(fā)展。
我們認(rèn)為，3D 打印工藝本身的高度定制化、設(shè)計自由化、材料使用高效化或?qū)?突破航空航天領(lǐng)域零部件設(shè)計約束，傳統(tǒng)制造工藝下難以制造的零部件在增材制造場景下成為可能，航空航天領(lǐng)域設(shè)計空間獲得較大拓展，零部件結(jié)構(gòu)簡化并減 重難度顯著下降，未來增材制造在航空航天領(lǐng)域的滲透率或?qū)⒎€(wěn)步提升。
2.4 醫(yī)療領(lǐng)域產(chǎn)品高度定制化，增材制造滲透率穩(wěn)步提高?
人類個體差異造成多數(shù)醫(yī)療器材需要定制化，這種特性決定了增材制造在醫(yī)療 方面的滲透率穩(wěn)定提升?；谌梭w存在個體差異而傳統(tǒng)制造醫(yī)療器械多為標(biāo)準(zhǔn)化 樣式或尺寸的現(xiàn)狀，增材制造憑借可個性化定制的特點在醫(yī)療領(lǐng)域內(nèi)應(yīng)用逐步廣 泛，主要應(yīng)用方向包括骨科植入物、齒科、康復(fù)輔助器具以及制藥等。
2.4.1 骨科植入物領(lǐng)域 3D 打印應(yīng)用廣泛，市場規(guī)模龐大，發(fā)展空間廣闊
骨科植入物主要分為標(biāo)準(zhǔn)化、個性化兩類，使用材料為金屬、高分子聚合物、生 物陶瓷、碳質(zhì)材料等。根據(jù)智研瞻產(chǎn)業(yè)研究院統(tǒng)計，中國骨科 3D 打印設(shè)備行業(yè) 市場規(guī)?；?qū)⒃?2021-2026 年持續(xù)維持 50%左右增長率，2026 年后同比增長率持 續(xù)增高，2029 年市場規(guī)模有望達(dá)到 1689.32 億元，市場空間廣闊，增長后勁十足。
2.4.2 齒科天然具備定制化屬性，增材制造在齒科領(lǐng)域空間廣闊
齒科是增材制造的重要應(yīng)用領(lǐng)域，日益提高的齒科治療需求或?qū)⒊蔀樵霾闹圃?的重要成長因素。根據(jù)世界衛(wèi)生組織，口腔三大疾病為錯頜畸形、齲病、牙周病。 《第四次全國口腔健康流行病學(xué)調(diào)查報告》顯示，中國錯頜畸形的患病率達(dá) 74%， 對應(yīng)潛在錯頜畸形患病人數(shù)約 10.4 億人，中國 2021 年的正畸市場規(guī)模約為 412 億元，預(yù)計到 2025 年將達(dá)到 660 億元，2022-2025 年預(yù)計復(fù)合增速為 14.04%，成 為新一輪高速增長的藍(lán)海市場。正畸治療為典型的定制化治療，不同案例需要定 制不同矯正器，增材制造在正畸治療過程中可定制化生產(chǎn)透明陶瓷托槽矯治器、舌側(cè)牙托槽矯正器、隱形無托槽矯正器等治療器材，隨著增材制造技術(shù)滲透率在 正畸行業(yè)的穩(wěn)定提升以及正畸市場逐步擴大，正畸治療所需增材制造市場或?qū)?現(xiàn)高速成長。
人口老齡化及居民收入水平的提高，或?qū)⒊掷m(xù)推動中國種植牙市場空間穩(wěn)步擴 大。根據(jù)艾瑞咨詢數(shù)據(jù)，受人口老齡化影響，2020 年我國 35-74 歲的勞動人口及 老年人群體中還未接受齲病修復(fù)的人群達(dá) 3.67 億人，較 2015 年整體增加了 2900 萬人，預(yù)計 2025 年增長到 4.32 億人。隨著人民收入水平的提高、修復(fù)意識的提 升以及集采政策的推行，中國 65-74 歲老年人種植牙滲透率或?qū)⒊掷m(xù)提升，預(yù)計 到 2025 年潛在種植牙數(shù)量將達(dá)到 1210 萬顆。傳統(tǒng)種植牙多采用錐柱狀種植體， 治療流程一般包括預(yù)備植牙孔、植入種植牙、埋入式愈合、二期手術(shù)、牙冠制作 及戴入等步驟，治療周期大約需要 6 到 8 個月，而 3D 打印種植牙可以直接生產(chǎn) 患者原生牙齒相同尺寸的牙冠與壓根，患者在種植牙時，既不需要額外植骨，也 不需要再給牙槽骨打洞，不僅創(chuàng)傷小、修復(fù)時間短，而且費用也將大大降低，種 一顆私人訂制的“3D 打印牙”費用預(yù)計在萬元以內(nèi)。隨著技術(shù)成熟度不斷提升， 未來 3D 打印種植牙技術(shù)或?qū)⒋蠓占啊?/p>
國內(nèi)覆蓋齒科增材制造的公司有先臨三維、鋮聯(lián)科技、上海聯(lián)泰等，業(yè)務(wù)范圍包 括 3D 打印服務(wù)、金屬、光固化樹脂增材制造設(shè)備、設(shè)計軟件、原材料等領(lǐng)域。 傳統(tǒng)牙齒修復(fù)需要有高技術(shù)水平、操作經(jīng)驗豐富的醫(yī)師進(jìn)行數(shù)小時的種植體選擇、 牙模灌注、臨時冠設(shè)計制作、假牙修飾裝配等工作。增材制造技術(shù)應(yīng)用于口腔種 植領(lǐng)域大幅精簡傳統(tǒng)工序，縮短工作時間，返工率也大幅提升，同時降低操作人 員數(shù)量降低人工成本。
2.5 消費電子產(chǎn)品升級，增材制造應(yīng)用場景逐步擴大
2.5.1 折疊屏手機風(fēng)頭正盛，輕量化需求催生 3D 打印鈦合金市場
近年來手機等消費電子產(chǎn)品形態(tài)逐漸多樣化，更加復(fù)雜的產(chǎn)品形態(tài)使得增材制 造在消費電子領(lǐng)域的應(yīng)用場景進(jìn)一步擴大。近年來，折疊屏手機逐步發(fā)力高端市 場，根據(jù)艾瑞咨詢，中國智能手機市場出貨量受市場飽和、換機周期加長等因素 影響不斷下滑，折疊屏手機在行業(yè)出貨量下降大周期背景下實現(xiàn)持續(xù)的高速增長， 2022 年中國折疊屏手機出貨量同比增長 154%，預(yù)計 2023 年會迎來新的高速增 長，出貨量超過 550 萬臺。根據(jù) TrendForce 預(yù)測，2023 年全球可折疊智能手機市場出貨量會升至 1830 萬部，同比增長 43%，市場規(guī)模增長迅猛，配套手機鉸鏈 市場有望實現(xiàn)長足擴張。 2023 年 7 月 12 日，榮耀發(fā)布 Magic V2 手機，折疊屏旗艦手機 Magic V2，為滿足 在閉合狀態(tài)下 9.9 毫米厚度和 231 克的輕量化需求，鈦合金成為鉸鏈結(jié)構(gòu)材料選 擇。3D 打印能夠較好地加工鈦合金，該部件先由鉑力特進(jìn)行 3D 打印，接著由金 太陽進(jìn)行研磨和拋光，最后由瑞聲進(jìn)行組裝。3D 打印在手機鉸鏈方面的應(yīng)用使 鈦合金的復(fù)雜零部件的加工更有效率，隨著 3D 打印技術(shù)成熟度的穩(wěn)步提高，消 費電子中的 3D 打印滲透率或?qū)⒎€(wěn)步提升。
Magic V2 鈦合金鉸鏈軸蓋的 3D 打印毛胚件由鉑力特生產(chǎn)。其三季度實現(xiàn) 7.4 億 元營收，同比大增 42.5%，主要系定制化產(chǎn)品和自研 3D 打印設(shè)備均實現(xiàn)增長所 致，鉸鏈結(jié)構(gòu)件為增材制造企業(yè)提供可觀收入結(jié)構(gòu)。金太陽公司新研發(fā)的精密研 磨拋光系列產(chǎn)品可應(yīng)用于鈦合金等新型材料。
2.5.2 鈦合金加速向消費電子滲透，3D 打印或?qū)㈨槃輰崿F(xiàn)高速增長
消費電子出于減重需要已逐步采用鈦合金作為結(jié)構(gòu)材料，鈦合金良品率低的特 性或?qū)⒋呋?3D 打印技術(shù)在此領(lǐng)域的應(yīng)用。iPhone 15 Pro 和 Pro Max 中框均采用 航空航天級鈦合金設(shè)計，iPhone 15 Pro 較 iPhone 14 Pro 減輕 19 克，重量降幅接 近 9%。此外，Apple Watch Ultra 2 系列手表亦采用鈦金屬表殼來提升機身堅固程 度。鈦合金手機中框整體良品率約為 30%-40%，遠(yuǎn)低于鋁合金中框的 80%；且 加工時間長，約為鋁合金的 3-4倍。3D打印技術(shù)的引入有望有效提升鈦合金中框 良品率，有望顯著降低加工時間，使得鈦合金手機中框更具競爭性。鍛造鈦合金 主要在 3 個方面較為突出，一是強度和韌性；二是鍛造適用于大批量生產(chǎn)；三是大規(guī)模生產(chǎn)通常更具成本效益。隨著鈦金屬在消費電子領(lǐng)域的穩(wěn)定滲透，3D 打 印在消費電子領(lǐng)域的應(yīng)用或?qū)崿F(xiàn)高速成長。
目前鈦合金軸蓋的材料成本 30 元左右，加工成本在 200~300 元之間，未來伴隨 手機出貨量的增長，鈦合金軸蓋量有望進(jìn)一步規(guī)模化量產(chǎn)，邊際成本進(jìn)一步下降， 價格有望進(jìn)一步下跌。鉑力特和華曙高科目前均參與了部分 Apple Watch 表殼供 應(yīng)，涵蓋鈦合金和不銹鋼等業(yè)務(wù)。
2.6 從設(shè)計到制造，增材制造在汽車領(lǐng)域大有可為
增材制造可以極大縮短汽車設(shè)計研發(fā)周期，顯著提高設(shè)計效率。利用增材制造 技術(shù)，設(shè)計師可以在數(shù)小時或數(shù)天內(nèi)制作出概念模型。由于 3D 打印的快速成型 特性，汽車廠商可以將其應(yīng)用于汽車外形設(shè)計的研發(fā)。相較傳統(tǒng)的手工制作油泥 模型，3D 打印能更精確地將 3D 設(shè)計圖轉(zhuǎn)換成實物，而且時間更短，提高汽車設(shè) 計層面的生產(chǎn)效率。目前寶馬、奔馳設(shè)計中心等已經(jīng)在設(shè)計方面開始利用 3D 打 印技術(shù)。
在材料方面，3D 打印允許多樣的材料選擇。不同的機械性能以及精準(zhǔn)的功能性 原型制作，讓制造商在前期可以隨時修正錯誤并完善設(shè)計，使得錯誤成本最小化。 在工裝夾具方面，3D 打印技術(shù)提供了一種快速準(zhǔn)確的方法，大幅降低了工具生 產(chǎn)的成本和時間。因此汽車制造商迅速在產(chǎn)能、效率和質(zhì)量上都得到提升。針對 生產(chǎn)工具，例如水溶型內(nèi)芯、碳纖維包裹、注塑成型等 3D 打印的應(yīng)用，可以幫 助企業(yè)實現(xiàn)快速小批量工具定制、降低成本并縮短產(chǎn)品上市時間。 2020 年 3D 打印技術(shù)在汽車行業(yè)的應(yīng)用中，動力部件占比 35.29%，占比較大； 其次是汽車內(nèi)飾，同樣是 3D 打印重要應(yīng)用方向。隨著技術(shù)及成本優(yōu)勢的提升， 3D 打印技術(shù)在汽車領(lǐng)域的應(yīng)用范圍或?qū)⒃俅螖U大，據(jù) Mordor Intelligence 所述， 2023-2028 年，全球汽車用 3D 打印市場年復(fù)合增長率或?qū)⑦_(dá)到 21.74%。
主流覆蓋汽車 3D 打印市場的 3D Systems、HP、EOS、Carbon、西門子、SLM Solution、Stratasys、Desktop Metal 等公司，市場空間廣闊。
3 增材制造全產(chǎn)業(yè)鏈構(gòu)建，未來應(yīng)用市場不斷擴大
增材制造不同于傳統(tǒng)制造業(yè)通過切削等機械加工方式對材料去除從而成形的“減” 材制造，是以三維模型數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，通過材料堆積的方式制造零件或?qū)嵨锏墓に嚒?根據(jù)鉑力特公司公告，3D 打印產(chǎn)業(yè)鏈可主要分為上游供應(yīng)端：粉末、樹脂、線 材等原材料供應(yīng)、核心硬件和輔助運行系統(tǒng)等 3D 打印設(shè)備生產(chǎn)基礎(chǔ)設(shè)施供應(yīng)； 中游制造端：不同材料設(shè)備及打印服務(wù)、多基材料打印技術(shù)服務(wù)等；下游應(yīng)用端：社媒網(wǎng)絡(luò)服務(wù)平臺、主要工業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域（航空航天、汽車、醫(yī)療、文教）、其余 特殊應(yīng)用領(lǐng)域（生物、食品、建筑）。
3.1 增材制造上游：原材料價格低位，CAD 軟件國產(chǎn)率有待提高
增材制造上游金屬原材料包括鋁合金、鈦合金、鐵基合金等，非金屬原材料包括 樹脂、橡膠、陶瓷、石膏等。通過統(tǒng)計，金屬及非金屬原材料價格目前均處于三 年來低位，為下游增材制造產(chǎn)品價格提供較大浮動空間，增材制造廠商生產(chǎn)成本 可控，利潤空間較大。目前增材制造原材料制造廠商有中航邁特、鉑力特、有 研粉材等，涵蓋金屬、非金屬粉末及絲材等。目前國內(nèi)增材制造材料仍處于較高 價格，材料成本仍占產(chǎn)品定價較高份額，原材料低價或?qū)⒂行Ц纳?3D 打印材料 成本情況，增厚產(chǎn)業(yè)利潤。
3.1.1 總體原料非金為主，生產(chǎn)成本成為市場痛點，粉末制備工藝以期降本
增材制造原材料主要分為金屬、非金屬兩大類，非金屬中主要分為無機及有機 高分子材料。各類增材材料應(yīng)用于航空航天、船舶、汽車等工業(yè)領(lǐng)域以及文教、 生物醫(yī)療、器官組織移植替換等科教領(lǐng)域。除此以外，不同 3D 打印技術(shù)使用的 材料亦有不同，如 SLM 技術(shù)常用金屬材料，而 SLA 通常用光敏樹脂，F(xiàn)DM 通常 用工程塑料等。
目前我國 3D 打印材料使用非金屬仍占主要部分，與金屬材料相比大致形成 6：4 比例。金屬粉末質(zhì)量是影響最終打印部件結(jié)構(gòu)及性能質(zhì)量以及使用成熟度的關(guān)鍵 因素，其質(zhì)量越好，一致性越高，波動越小，粒徑越小，打印出的產(chǎn)品致密性、 機械性能越好。現(xiàn)階段國內(nèi)金屬粉末性能略差于國外，專業(yè)粉末材料體系不完備、標(biāo)準(zhǔn)缺乏、工藝性驗證不足等問題是主要原因。但 2015 年后國家針對 3D 打印材 料出臺多項政策，鼓勵行業(yè)發(fā)展的同時也制定了多項行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，不斷加速材料技 術(shù)的更新創(chuàng)造，目前相關(guān)專利申請量 2021 年達(dá) 3079 件，占全球 3D 打印材料專 利總量的 55.88%，超過美國位列第一。
上游材料供應(yīng)商的運營痛點是制造成本。金屬 3D 打印材料中常用材料是鈦粉、 鋁合金粉和不銹鋼粉，價格是一般普通金屬材料的 10 倍。例如德國 EOS 公司生 產(chǎn)不銹鋼粉、鋁硅粉、鈦合金粉，價格是傳統(tǒng)粉體的 10-20 倍。目前 3D 打印用 鈦粉約 180 萬/噸，而航空用鈦材價格約為 20 萬/噸，差距較大?，F(xiàn)今 3D 打印產(chǎn) 品中金屬粉末占總成本 20-30%，傳統(tǒng)制造原材料成本占產(chǎn)品的 5%~10%左右。 與舊的高分子聚合物拉絲工藝相比，采用新的顆粒料熔融噴出的制作工藝或?qū)⒛?有效減少 60%的成本。 根據(jù)上海市納米科技與產(chǎn)業(yè)發(fā)展促進(jìn)中心統(tǒng)計，在所有金屬 3D 打印技術(shù)中，超 過 90%的裝備以金屬粉末作為原材料。金屬粉末制備方法按照制備工藝主要分 為：機械破碎法和物理化學(xué)方法的還原法、電解法、霧化法等。目前制備方法主 要有等離子旋轉(zhuǎn)電極霧化法（PREP）、氣霧化法（GA）、等離子霧化法（PA）、 等離子球化（PS）。
3.1.2 核心硬件價格下行趨勢明顯，CAD 軟件國產(chǎn)化率偏低
增材制造核心硬件主要包括主板、DLP 光引擎、振鏡系統(tǒng)、激光器等 3D 打印設(shè) 備的核心零件等。據(jù)前瞻產(chǎn)業(yè)研究院所述，我國激光器價格下降趨勢明顯，我國 3kW 光纖激光器價格從 2018 年的 40 萬元/臺下降至 2021 年的 10 萬元/臺，降幅 達(dá)到 75%。據(jù)中經(jīng)智盛研究院，2017年我國激光振鏡平均價格為 2225.71元/套， 2021 年為 2139.43 元/套，降幅為 3.88%。 激光器和振鏡構(gòu)成 3D 打印設(shè)備主要價值占比，屬于光學(xué)熱學(xué)類產(chǎn)品，以華曙高 科為例成本占比超過 30%。目前核心硬件供應(yīng)商主要有金橙子、大族激光等振 鏡生產(chǎn)商；英諾激光、光智科技等激光器生產(chǎn)商以及其他硬件供應(yīng)商如炬光科技 等。中低端振鏡控制系統(tǒng)已基本實現(xiàn)國產(chǎn)化，高端應(yīng)用領(lǐng)域國產(chǎn)化率僅 15%左右， 以金橙子為例，我國激光器性能及價格相比國外產(chǎn)品優(yōu)勢已顯，導(dǎo)致其 2020 年 毛利率下降，因此高端激光器領(lǐng)域若國產(chǎn)化率進(jìn)一步提高，核心硬件成本有望進(jìn) 一步降低，獲得更大的成本優(yōu)勢。
3D 打印相關(guān)軟件主要包括 3D打印設(shè)備工業(yè)軟件系統(tǒng)以及應(yīng)用軟件。應(yīng)用軟件可 由產(chǎn)業(yè)鏈上中下游主體及專業(yè)軟件供應(yīng)商開發(fā)提供，如輔助設(shè)計軟件、工程處理 軟件、仿真模擬軟件、智能處理軟件等；設(shè)備工業(yè)軟件指控制 3D 打印設(shè)備制造 運行全環(huán)節(jié)的整體控制系統(tǒng)，例如 CAD、CAE、CAM、MES/ERP/PLM 等。目 前行業(yè)內(nèi)大部分 3D 打印設(shè)備制造企業(yè)的設(shè)備工業(yè)軟件系統(tǒng)系向第三方采購，軟 件性能提升依賴并受制于軟件服務(wù)商，因此完全自主知識產(chǎn)權(quán)的軟件系統(tǒng)將有助 于設(shè)備制造企業(yè)提升行業(yè)競爭力，或?qū)⒊蔀樵擃I(lǐng)域內(nèi)公司共同努力方向。
3.2 增材制造中游：國內(nèi)主供工業(yè)制造，國外應(yīng)用范圍廣泛
目前中國 3D 打印設(shè)備主要以 SLS/SLM 和非金屬的 FDM 為主，前兩者占比約 32%，F(xiàn)DM 大約占整體的 15%，主要應(yīng)用場景分別為工業(yè)級和桌面級。
國內(nèi)外生產(chǎn)企業(yè)商業(yè)模式和技術(shù)路徑有所差別，綜合來看國外企業(yè)核心技術(shù)涉獵 金屬和非金屬兩大板塊，應(yīng)用范圍廣。國內(nèi)企業(yè)核心技術(shù)專攻性強，例如鉑力特 70%以上設(shè)備應(yīng)用于航空航天制造。
3.3 增材制造下游：對內(nèi)工業(yè)級、對外消費級多場景齊發(fā)力
根據(jù)鉑力特公告，增材制造技術(shù)在下游行業(yè)的應(yīng)用方式主要分為直接制造、設(shè) 計驗證和原型制造：直接制造指根據(jù)三維模型，直接用增材制造技術(shù)生產(chǎn)最終產(chǎn) 品，具有產(chǎn)品定制性強與產(chǎn)品精度硬度高的特點，是未來增材制造技術(shù)的主要發(fā) 展趨勢。與傳統(tǒng)制造相比，采用增材制造技術(shù)進(jìn)行設(shè)計驗證及原型制造，可節(jié)約 時間與經(jīng)濟成本。原型設(shè)計驗證（POC）是構(gòu)思和原型之間產(chǎn)品開發(fā)過程的一個 階段，制作概念原型的目的是展示構(gòu)思的功能及其可用性。使用 3D 打印在打印 速度、學(xué)習(xí)難度、經(jīng)濟成本、設(shè)計定制自由度等多方面均具有優(yōu)勢。增材制造在 維修領(lǐng)域也具有市場，使用增材制造技術(shù)不僅能簡化維修程序，還可實現(xiàn)傳統(tǒng)工 藝無法實現(xiàn)的高還原度與制造材料原型匹配的功能。
對內(nèi)主要面向工業(yè)級高端制造，3D打印應(yīng)用領(lǐng)域中工業(yè)級占比65%~70%，工業(yè) 級應(yīng)用以金屬為主，航空航天是目前我國增材制造應(yīng)用的主要領(lǐng)域，對 3D 打印 需求彈性相對較小、功能敏感性高，是 3D 打印需求最落地，應(yīng)用最旺盛的領(lǐng)域。 據(jù)艾瑞咨詢預(yù)計，2022 年航天領(lǐng)域應(yīng)用規(guī)模約為 15-20 億元。 對外主要面向消費級設(shè)備服務(wù)，占比 30%~35%，以非金屬為主，主要應(yīng)用于科 教、藝術(shù)模型。80%-90%的桌面消費級 3D 打印機出口海外，主要原因是國內(nèi)產(chǎn) 業(yè)鏈成熟、技術(shù)簡單且原材料成熟度高，整體設(shè)備售價低于國外。
4 重點公司分析
4.1 鉑力特：增材制造設(shè)備及服務(wù)一站式供應(yīng)商
鉑力特專注于工業(yè)級金屬增材制造，客戶主要分布于航空航天、工業(yè)機械、能源 動力、科研院所、醫(yī)療研究、汽車制造及電子工業(yè)等領(lǐng)域，公司相關(guān)產(chǎn)品及服務(wù) 以直銷方式為主。公司自主研發(fā)多個型號的增材制造設(shè)備，并向客戶提供“一站 式”的服務(wù)。 2023 年前三季度公司實現(xiàn)總營收 7.42 億元，同比增長 42.50%，主要系公司生產(chǎn) 經(jīng)營規(guī)模擴大，并持續(xù)開拓新市場和應(yīng)用領(lǐng)域，3D 打印定制化服務(wù)和自研 3D 打 印設(shè)備營業(yè)收入均有所增長所致，歸母凈利潤 0.38 億元，同比增長 273.92%，實 現(xiàn)大幅增長，主要系營業(yè)收入實現(xiàn)較大增長以及計提股份支付費用減少所致。
鉑力特各業(yè)務(wù)板塊中 3D打印定制化產(chǎn)品及技術(shù)服務(wù)和自研 3D打印設(shè)備、配件及 技術(shù)服務(wù)占據(jù)絕大部分收入。主營業(yè)務(wù)毛利率較高，近年來維持高毛利水平，公 司盈利能力較強。公司深耕航空航天領(lǐng)域，在國內(nèi)航空航天增材制造金屬零部件 產(chǎn)品中市占率較高，近年積極參與消費電子領(lǐng)域，有望為公司帶來新的價值增量。
繼 IPO 項目之后，鉑力特通過定增項目再次擴大產(chǎn)能。公司 2022 年金屬粉末銷 量 31.36噸，本次定向增發(fā)擴充產(chǎn)能或?qū)⒋蠓嵘饘?3D打印原材料生產(chǎn)能力， 提升金屬 3D 打印定制服務(wù)產(chǎn)量，為公司盈利業(yè)績提升提供堅實動力。
4.2 華曙高科：增材制造裝備核心供應(yīng)商
華曙高科專注于工業(yè)級增材制造設(shè)備的研發(fā)、生產(chǎn)與銷售，提供金屬（SLM）增 材制造設(shè)備和高分子（SLS）增材制造設(shè)備，并提供 3D 打印材料、工藝及服務(wù)。 公司已開發(fā) 20 余款設(shè)備，并配套 40 余款專用材料及工藝，正加速應(yīng)用于航空航 天、汽車、醫(yī)療、模具等領(lǐng)域，是全球極少數(shù)同時具備 3D 打印設(shè)備、材料及軟件自主研發(fā)與生產(chǎn)能力的增材制造企業(yè)，銷售規(guī)模位居全球前列，是我國工業(yè)級 增材制造設(shè)備龍頭企業(yè)之一。 公司 2023 年前三季度實現(xiàn)營業(yè)總收入 3.71 億元，同比增加 35.15%，主要系公司 3D 打印設(shè)備銷售增加，收入相應(yīng)增加所致。實現(xiàn)歸母凈利潤 0.73 億元，同比增 加 32.63%，主要原因是公司 3D 打印設(shè)備銷售增加，收入相應(yīng)增加產(chǎn)生盈利。
華曙高科總營收中 3D 打印設(shè)備及輔機配件業(yè)務(wù)占主要比例，且 2022 年收入比例 相較于 2021 年進(jìn)一步擴大。公司整體毛利率維持較高水平，主營業(yè)務(wù) 3D 打印設(shè) 備及輔機配件毛利率維持 48%左右，其余業(yè)務(wù)毛利率均展現(xiàn)較高水平，公司盈利 能力強勁。公司布局非金屬、金屬兩大方向 3D打印技術(shù)，金屬 3D打印設(shè)備、高 分子 3D 打印設(shè)備不同管線齊頭并進(jìn)，全產(chǎn)業(yè)鏈產(chǎn)能部署助力公司盈利。
成功登陸科創(chuàng)板，募資擴產(chǎn)進(jìn)一步擴大優(yōu)勢。公司 IPO 項目募資擴產(chǎn)，產(chǎn)能擴張 使公司更易承接相應(yīng)需求變化，對公司業(yè)績和盈利能力帶來更多正面效應(yīng)。2023 年底公司募投項目投產(chǎn)后，設(shè)備產(chǎn)能有望獲得顯著提升，緩解產(chǎn)能飽和現(xiàn)狀，以期滿足市場需求的不斷擴張。
4.3 峰華卓立：增材制造裝備及服務(wù)均衡發(fā)展
公司業(yè)務(wù)范圍涵蓋 3D 打印設(shè)備及耗材的研發(fā)及產(chǎn)銷、3D打印定制化產(chǎn)品服務(wù)、 合金零部件服務(wù)的增材制造。公司已掌握 3D 打印設(shè)備、控制系統(tǒng)及軟件、打印 耗材等方面的多項核心技術(shù)。公司自主研制并量產(chǎn) PCM450-2515 系列砂型 3D 打 印設(shè)備、BJM430-460 系列金屬 3D打印設(shè)備，BCJ430 陶瓷 3D 打印設(shè)備，可靈活 滿足客戶在不同原材料、不同尺寸及不同應(yīng)用場景下的需求。對于 3D 打印設(shè)備， 公司以直銷方式為主，以代理方式為輔，客戶主要集中在急需實現(xiàn)智能制造、產(chǎn) 業(yè)升級的制造企業(yè)和教育科研等行業(yè)，客戶購買后主要應(yīng)用于汽車、軍工、航空 航天、船舶、機械裝備、泵閥等領(lǐng)域。 公司 2023 年前半年實現(xiàn)營業(yè)總收入 1.01 億元，同比增長 35.60%，實現(xiàn)歸母凈利 潤 419.29 萬元，同比增長 122.52%，主要系公司 3D 打印設(shè)備及服務(wù)已獲得國內(nèi) 外客戶的深度認(rèn)可，客戶復(fù)購率提升，且持續(xù)研發(fā)不同原材料、不同尺寸的設(shè)備， 深化應(yīng)用領(lǐng)域所致。
公司 3D 打印設(shè)備、3D 打印服務(wù)、鑄造件三大業(yè)務(wù)占比趨向平均，多業(yè)務(wù)并進(jìn)創(chuàng)造盈利來源。2023H1 公司主營業(yè)務(wù) 3D 打印服務(wù)毛利率轉(zhuǎn)增，伴隨 3D 打印設(shè)備 和 3D 打印定制化產(chǎn)品市場轉(zhuǎn)好，且四川卓華搬遷完成后產(chǎn)能較穩(wěn)定，業(yè)務(wù)毛利 率有望維持前半年回升狀態(tài)。
4.4 超卓航科：冷噴涂增材技術(shù)先鋒企業(yè)
超卓航科是國內(nèi)少數(shù)掌握冷噴涂增材制造技術(shù)并產(chǎn)業(yè)化運用在航空器維修再制造 領(lǐng)域的企業(yè)之一，主要從事定制化增材制造和機載設(shè)備維修業(yè)務(wù)。公司深耕航空 領(lǐng)域十余年，已獲得了中國民用航空局（CAAC）、美國聯(lián)邦航空管理局（FAA） 等全球主流適航標(biāo)準(zhǔn)制定主體頒發(fā)的維修許可資質(zhì)，同時取得了軍品業(yè)務(wù)相關(guān)資 質(zhì)，具備民用與軍用航空器維修許可資質(zhì)。 超卓航科 2023 年前三季度營業(yè)收入 1.79 億元，同比增長 66.79%，主要系業(yè)務(wù)拓 展及新增控股子公司所致。前三季度歸母凈利潤 0.35 億元，同比減少 28.76%， 主要原因是公司加大研發(fā)投入、政府補助減少、新增控股公司費用增加導(dǎo)致凈利 潤減少。
超卓航科主營業(yè)務(wù)為定制化增材制造，且營收占比仍在持續(xù)擴大，公司主攻方向 仍為增材制造方向。超卓航科毛利率 2022 年下降較明顯，主要系原材料等成本上升，研發(fā)及市場開拓投入增加等因素所致。超卓航科聚焦定制化增材制造，掌 握冷噴涂增材制造技術(shù)，未來發(fā)展前景廣闊。
4.5 先臨三維：齒科數(shù)字化及齒科增材制造核心企業(yè)
先臨三維是三維視覺領(lǐng)域科技創(chuàng)新型企業(yè)，主要從事高精度 3D 掃描和齒科數(shù)字 化設(shè)備及軟件的研發(fā)、生產(chǎn)和銷售，致力于成為具有全球影響力的三維視覺技術(shù) 企業(yè)，推動高精度三維視覺技術(shù)的普及應(yīng)用。 先臨三維 2023 年前三季度營業(yè)收入 7.19 億元，同比增長 31.24%，主要系 3D 掃 描儀業(yè)務(wù)銷售增長較快所致。2023 前三季度歸母凈利潤 0.67 億元，同比增加 2247.33%，加回 2021 年實施的股權(quán)激勵的股份支付影響利潤金額 0.84 億元后為 1.51 億元，加回后同比增長 7.29%。
先臨三維 3D 掃描儀業(yè)務(wù)貢獻(xiàn)絕大部分收入，毛利率維持較高水平，2023H1 毛利 率 68.89%達(dá)到歷史新高。公司聚焦齒科增材制造業(yè)務(wù)，圍繞主營業(yè)務(wù)的 3D 掃描 儀、齒科增材制造耗材等業(yè)務(wù)均有長足增長，盈利能力可觀，市場空間較大。
公司緊扣主營業(yè)務(wù)擴產(chǎn)，業(yè)績延續(xù)迅猛勢頭未來可期。公司聚焦主營業(yè)務(wù)齒科數(shù)字化和專業(yè) 3D 掃描設(shè)備及軟件研產(chǎn)，定增項目的實施進(jìn)一步拓展生產(chǎn)能力，使 得公司在專業(yè)領(lǐng)域擴大優(yōu)勢，業(yè)績有望取得穩(wěn)步增長。
4.6 其他增材制造公司
4.6.1 飛而康
飛而康公司主要從事 3D 打印零部件制造、金屬球型粉末生產(chǎn)、熱等靜壓件制造 等，所生產(chǎn)的 3D 打印零件主要應(yīng)用于航空航天、醫(yī)療器械、海洋船舶、化工、 汽車等行業(yè)。目前已批量為中國商飛交付合格 3D 打印鈦合金零件，是中國商飛 金屬增材制造零件合格供應(yīng)商。
4.6.2 鑫精合
鑫精合激光科技有限公司是一家專業(yè)從事金屬制造的國家級高新技術(shù)企業(yè)，公司 以 3D 打印智能制造為依托，面向航空、航天、航海、核電等高端制造領(lǐng)域，專 業(yè)提供 3D 打印設(shè)備研發(fā)制造、復(fù)雜金屬構(gòu)件定制化產(chǎn)品制造、機加工與鈑金焊 接、產(chǎn)品設(shè)計與優(yōu)化、軟件定制開發(fā)、產(chǎn)品修復(fù)與再制作等解決方案，是中國領(lǐng) 先的金屬增 / 減材制造整體解決方案提供商。公司子公司西安鑫精合智能制造有 限公司主要從事激光選區(qū)熔化（SLM）、激光熔化沉積（LMD）、弧焊增材制造 （WAAM）、弧焊增材修復(fù)（WAAR）、激光熔覆技術(shù)（LFR）等技術(shù)的應(yīng)用與研 發(fā)，先后與西北工業(yè)大學(xué)、西安交通大學(xué)、西安科技大學(xué)、華中科技大學(xué)等院校 建立校企合作研究平臺，提高企業(yè)的科研能力的同時增強企業(yè)的創(chuàng)新力與競爭力。
4.6.3 通宇航空（光韻達(dá)子公司）?
通宇航空為光韻達(dá)全資子公司，通宇航空有十年航空裝備制造與管理經(jīng)驗，產(chǎn)品 包括多型號機加工及 3D 打印航空零部件，主要客戶為成都飛機工業(yè)(集團)有限 責(zé)任公司。通宇航空毗鄰核心客戶，是其航空零部件和 3D 打印供應(yīng)商，在與成 飛集團多年的合作中，公司已經(jīng)融入成飛供應(yīng)鏈，成為重要供應(yīng)商之一。光韻達(dá) 成都航空生產(chǎn)制造基地已于 2022年 7月開工，計劃總投資 5億元，主要內(nèi)容為飛 機機身、機翼、尾翼、起落架的機體相關(guān)零部件的精密加工業(yè)務(wù)、工裝模具的生 產(chǎn)制造、3D 打印的軍工制造板塊應(yīng)用等。
4.6.4 中科煜宸
中科煜宸瞄準(zhǔn) LDM、SLM 兩大金屬 3D 打印技術(shù)，研制并銷售多款金屬 3D 打印 設(shè)備。2023 年 1 月中科煜宸牽頭申報“大型高性能結(jié)構(gòu)件增等減材復(fù)合綠色智能 制造”項目獲批，將解決我國高端復(fù)合制造裝備領(lǐng)域的核心技術(shù)。目前中科煜宸 已供應(yīng)蔚來汽車，國內(nèi)外銷售業(yè)績可觀。
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