金屬增材制造方興未艾，產(chǎn)業(yè)鏈上下游持續(xù)突破

文：黎韜揚(yáng)
來源：中信建投證券研究

在蘋果、華為等頭部廠家的示范效應(yīng)之下，消費(fèi)電子鈦合金形成明顯趨勢，未來增材制造滲透率有望進(jìn)一步提升；作為傳統(tǒng)金屬3D打印下游應(yīng)用的航空航天領(lǐng)域也迎來了加深，多次助力火箭成功發(fā)射。同時(shí)金屬增材制造上游粉末制備與回收技術(shù)不斷升級，核心元器件國產(chǎn)化替代有望加速。隨著上下游產(chǎn)業(yè)鏈取得持續(xù)突破，看好金屬增材制造未來巨大的發(fā)展空間。

當(dāng)前，金屬增材制造行業(yè)進(jìn)入了快速發(fā)展期，正在向規(guī)�；�發(fā)展蛻變，產(chǎn)業(yè)鏈上下游取得持續(xù)突破。

在下游應(yīng)用方面。2023年作為手機(jī)鈦合金元年，包括蘋果、華為在內(nèi)的多家3C廠商在自己的旗艦產(chǎn)品上使用了鈦合金3D打印技術(shù)。2024年，隨著蘋果頭顯設(shè)備 Vision Pro于2024年1月19日開啟預(yù)售，鈦合金3D打印有望在電子消費(fèi)領(lǐng)域迎來進(jìn)一步擴(kuò)展。在航空航天領(lǐng)域，金屬3D打印在火箭方向取得突破，助力“TH-12”和“引力一號”的成功發(fā)射。

在上游原材料方面。中體新材和蘇州倍豐已經(jīng)實(shí)現(xiàn)鈦合金3D打印廢棄粉末回收再利用，并且將大量供貨。南通金源智能技術(shù)有限公司成功研發(fā)1000kg超大容量真空氣霧化制粉設(shè)備，實(shí)現(xiàn)了高品質(zhì)3D打印金屬粉末產(chǎn)品的大批量、連續(xù)化生產(chǎn)。此外，鉑力特布局國產(chǎn)振鏡，增材制造設(shè)備核心元器件國產(chǎn)化替代加速。

金屬增材制造下游應(yīng)用領(lǐng)域不斷拓展，3C和航空航天領(lǐng)域應(yīng)用迎來持續(xù)突破

1、鈦合金3D打印技術(shù)有望提高在3C領(lǐng)域的滲透率，或?qū)⒂瓉泶笠?guī)模產(chǎn)業(yè)化。
華為實(shí)現(xiàn)首次3D打印在消費(fèi)電子領(lǐng)域的規(guī)�；瘧�(yīng)用。2023年7月，華為榮耀MagicV2折疊屏手機(jī)鉸鏈宣告使用鈦合金3D打印技術(shù)制造，在折疊狀態(tài)下厚度僅為9.9毫米，采用3D打印使其重量減輕了62%，并將鉸鏈部件的數(shù)量從92個(gè)減少到僅4個(gè)，與傳統(tǒng)加工的鋼和鋁部件相比，定制的鈦合金部件的強(qiáng)度也得到了提高。隨著榮耀Magic V2的發(fā)售，未來榮耀折疊屏手機(jī)出貨量還有望大幅增加，從而帶動3D打印零部件的需求。

蘋果多產(chǎn)品有望使用鈦合金3D打印。蘋果虛擬頭顯設(shè)備Apple Vision Pro將于1月19日在Apple Store零售店和美國Apple Store在線商店開啟預(yù)售，Vision Pro的首批備貨40萬左右，2024年的銷量目標(biāo)是100萬臺，第三年達(dá)到1000萬臺。其中框、外殼都大量使用了鈦合金材料。繼2023年9月發(fā)布的Apple Watch Ultra2手表邊框使用鈦合金3D打印后，蘋果有望未來在 Vision Pro和iPhone15 pro/Pro Max產(chǎn)品生產(chǎn)上使用鈦合金增材制造技術(shù)。我們預(yù)計(jì)蘋果公司未來增材制造市場規(guī)模有望超過100億元。

2、金屬3D打印在航空航天領(lǐng)域應(yīng)用取得進(jìn)一步加深
2024年1月，天兵科技為大型液體運(yùn)載火箭天龍三號配套研制的110噸推力液氧煤油火箭發(fā)動機(jī)“天火十二“（簡稱TH-12）圓滿完成首飛批次校準(zhǔn)熱試車。TH-12火箭發(fā)動機(jī)在國內(nèi)首次采用超大尺寸推力室不銹鋼3D打印制造技術(shù)，渦輪盤熱力組件3D打印技術(shù)等四十余項(xiàng)關(guān)鍵創(chuàng)新技術(shù)

2024年1月11日，東方空間技術(shù)（山東）有限公司自主研制的引力一號（遙一）海瀾之家號運(yùn)載火箭搭載云遙一號18星-20星共3顆衛(wèi)星順利進(jìn)入預(yù)定軌道，飛行試驗(yàn)任務(wù)獲得圓滿成功。鉑力特深度參與了“引力一號”的研制工作，使用LSF技術(shù)實(shí)現(xiàn)火箭大型結(jié)構(gòu)件的快速打印，降低了零件生產(chǎn)周期和成本，縮短研制周期，大大提升材料的利用率，降低了制造成本，助力全球最大固體火箭“引力一號”成功發(fā)射。

上游原材料制備工藝不斷升級，增材制造設(shè)備核心元器件國產(chǎn)化替代加速


1、鈦合金3D打印廢棄粉末回收取得技術(shù)突破，進(jìn)一步降低打印成本。
南極熊報(bào)道，2023年12月，中體新材成功開發(fā)回收鈦合金廢料的可持續(xù)發(fā)展綠色技術(shù)，將鈦合金廢料轉(zhuǎn)化為金屬增材制造原料，目標(biāo)實(shí)現(xiàn)材料的閉環(huán)循環(huán)使用，為3D打印市場提供高質(zhì)量的全回收鈦合金粉；蘇州倍豐也在TC4 回收料的霧化和3D打印中成功回收了TC4粉末，其在粉末特征、粉末流動性、粉末化學(xué)成分和3D 打印樣棒的拉伸性能等關(guān)鍵指標(biāo)中均取得了優(yōu)異的成績，達(dá)到行業(yè)先進(jìn)水平。相比于其他的金屬粉末，鈦合金粉價(jià)格較高。因此將金屬廢料回收再利用的制粉工藝將極大降低金屬3D打印粉末材料的成本，也會對擴(kuò)寬3D打印應(yīng)用場景提供更多的可能性。

2、金屬粉末制備技術(shù)突破瓶頸，粉末質(zhì)量穩(wěn)定性不斷提升。
南極熊報(bào)道，2024年1月10日，南通金源智能技術(shù)有限公司自主研發(fā)的1000kg超大容量真空氣霧化制粉設(shè)備JY-V1000近日試生產(chǎn)驗(yàn)收成功，即將投入使用。該設(shè)備突破傳統(tǒng)300kg常規(guī)制粉投料容量瓶頸，單爐裝爐量達(dá)到1000kg，金屬粉末制備產(chǎn)能、效能得到了全面升級，實(shí)現(xiàn)了高品質(zhì)3D打印金屬粉末產(chǎn)品的大批量、連續(xù)化生產(chǎn)，提升了粉末批次穩(wěn)定性的同時(shí)，降低粉末生產(chǎn)成本。

3.、鉑力特大力布局國產(chǎn)振鏡，未來國產(chǎn)核心元器件需求或?qū)⒈�發(fā)。
2023年12月，鉑力特花費(fèi)2352萬元戰(zhàn)略投資光學(xué)掃描振鏡廠商北京正時(shí)精控，占股15%。正時(shí)精控核心技術(shù)團(tuán)隊(duì)已長期深耕掃描振鏡產(chǎn)品，具有深厚的技術(shù)積累，整體技術(shù)水平可以滿足公司金屬 3D 打印設(shè)備裝機(jī)應(yīng)用需求。鉑力特對上游核心元器件進(jìn)行戰(zhàn)略投資布局，將有助于推動國產(chǎn)化替代。

風(fēng)險(xiǎn)提示
1.軍工訂單不及預(yù)期。國內(nèi)金屬增材打印行業(yè)下游客戶集中于軍工行業(yè)，收入最終主要來源于國家的國防裝備支出。軍工行業(yè)屬于特殊的經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域，主要受國際環(huán)境、國家安全形勢、地緣政治、國防發(fā)展水平等多種因素影響。若未來國際形勢出現(xiàn)重大變化，導(dǎo)致國家削減國防開支若軍工訂單不及預(yù)期則可能影響到行業(yè)企業(yè)的營收。

2.產(chǎn)業(yè)政策風(fēng)險(xiǎn)。增材制造行業(yè)系國家重點(diǎn)扶持的戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè)，國家產(chǎn)業(yè)政策對該行業(yè)的發(fā)展起到了積極的引導(dǎo)作用。如果未來政府對行業(yè)支持政策發(fā)生變化導(dǎo)致財(cái)政稅收優(yōu)惠、政府補(bǔ)助及科技扶持等政策縮減甚至取消，將會對行業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營造成不利影響。

3.技術(shù)迭代風(fēng)險(xiǎn)。隨著增材制造技術(shù)的發(fā)展，應(yīng)用領(lǐng)域的擴(kuò)大，技術(shù)的升級迭代加快，不同技術(shù)之間的競爭加劇，技術(shù)創(chuàng)新和新產(chǎn)品開發(fā)仍是行業(yè)競爭的關(guān)鍵。若企業(yè)無法保持技術(shù)先進(jìn)性則可能導(dǎo)致競爭力下降。

4.供應(yīng)鏈風(fēng)險(xiǎn)。國內(nèi)增材制造領(lǐng)域振鏡、激光器等核心零部件進(jìn)口依賴嚴(yán)重，若因地緣政治導(dǎo)致進(jìn)口受限，且短期內(nèi)無法國產(chǎn)化替代，則可能影響到企業(yè)產(chǎn)品的交付。

黎韜揚(yáng)：研發(fā)部執(zhí)行總經(jīng)理、軍工與新材料團(tuán)隊(duì)首席分析師，北京大學(xué)碩士。2015-2017年新財(cái)富、水晶球、Wind軍工行業(yè)第一名團(tuán)隊(duì)核心成員，2018-2022年水晶球軍工行業(yè)上榜，2018-2020年Wind軍工行業(yè)第一名，2019-2022年金牛獎(jiǎng)最佳軍工行業(yè)分析團(tuán)隊(duì)，2018-2022年新財(cái)富軍工行業(yè)上榜、入圍。