机械设备行业深度研究：3D打印行业——长坡厚雪，方兴未艾

1证券研究报告作者：行业评级：上次评级：行业报告 | 请务必阅读正文之后的信息披露和免责申明机械设备强于大市强于大市维持2023年07月18日（评级）分析师 李鲁靖 SAC执业证书编号：S1110519050003分析师 朱晔SAC执业证书编号：S11105220800013D打印行业——长坡厚雪，方兴未艾行业深度研究 引子：3D打印区别于传统减材制造，它通过对模型数字化立体扫描、分层处理，借助于类似打印机的数字化制造设备，利用材料不断叠加形成所需的实体模型。3D打印操作流程通常分为三步，目前处于多技术路线共存的状态，在工业领域PBF为主流技术；但国内3D打印技术与国外仍有较大差距，当前国内行业整体处于成长期。我们认为，3D打印在特定应用领域大大节省生产成本、提高效率，有利于企业创新，进而推动我国制造产业逐步升级。 产业链：✓ 上游为原材料、核心硬件和辅助运行系统的供应商。①软件：CAD仍是目前主流软件技术。3D打印软件供应商呈现综合发展态势，在不断提升核心CAD软件技术性能的同时，开发更多集CAD、CAE、CAM等辅助软件于一体的综合软件。②材料：材料是3D打印最重要的物质基础。金属和复合材料凭借其比传统材料更优异的机械特性(刚性、抗冲击性、轻便性等)和力学性能或成为未来发展趋势；我国非金属材料仍占主要部分，与金属材料大致形成6：4的格局，同时国内金属粉末性能略差于国外(截至2022年10月)。✓ 中游以3D打印设备生产厂商为主，大多亦提供打印服务业务及原材料供应，在整个产业链中占据主导地位。①技术：目前主流使用的3D打印技术可分为三大类：挤出成型技术、光聚合成型技术和烧结/粘结成型技术，根据其配合材料和技术的原理特点，成品的质量强度各有差别。②设备：中国3D打印设备主要以SLS、SLM和非金属的FDM为主，前两者占比约32%，FDM占比约15%，分别对应主要应用于工业级和桌面级(截至2022年10月)；其中金属3D打印设备技术壁垒较高，单位价值量远高于工业级增材制造设备整体均价。国内3D打印工业级企业设备/材料主要面向国内，而3D打印消费级企业设备则主要用于出口。✓ 下游主要为3D打印服务对象，3D打印主要应用于航空航天、汽车工业等领域，以工业级应用为主（占比65-70%）。 市场：全球3D打印行业蓬勃发展，华经产业研究院预计2025年/2030年全球增材制造收入规模将分别达到298/853亿美元，市场空间广阔；就国内而言，目前行业规模全球占比为17%，仍处成长上升期，亿渡数据预计2026年国内3D打印行业市场规模将达1101.9亿元，22-26年CAGR为36.22%。✓ 材料：根据Reports and Data报告，2022年全球增材制造材料市场规模已达到30亿美元，预计2032年全球市场规模将达到240亿美元，期间CAGR≈23%。随着3D打印材料行业持续增长，预计未来几年产业增长动力将由以3D打印设备为主向设备和材料双驱动转变，3D打印材料需求量将较快增长，前瞻产业研究院预计2028年中国3D打印材料行业规模或将突破300亿元。目前中国3D打印材料市场主要由国内大型公司和国外3D打印材料公司占据。✓ 设备：①分应用下游来看：从工业级3D打印设备的应用下游来看，至2026年工业级市场规模将接近400亿元，其中航空航天、模型制造为主要下游应用领域，市场规模将分别达到230、71亿元。②分技术路径来看：至2026年，采用SLS/SLM、FDM、SLA技术路径的3D打印设备市场规模将分别到达188、88、88亿元，国内华曙高科（SLM+SLS）、铂力特（SLM为主）、联泰科技（SLA）等厂商提升空间较为广阔。 建议关注：铂力特，华曙高科等 风险提示：行业竞争加剧的风险；产业政策风险；增材制造装备关键核心器件依赖进口的风险等。摘要2请务必阅读正文之后的信息披露和免责申明引子：技术革新，方兴未艾13请务必阅读正文之后的信息披露和免责申明4资料来源：铂力特公告，民用飞机设计研究院，艾瑞咨询，亿渡数据，天风证券研究所图：3D打印是从简至繁、层层叠加的新型技术3D打印——从“减材”到“增材”, 传统技术的升级革新3D打印又称增材制造，是一种以数字模型文件为基础，运用粉末状金属或塑料等可粘合材料，通过逐层打印的方式来构造物体的技术。区别于传统减材制造，3D打印通过对模型数字化立体扫描、分层处理，借助于类似打印机的数字化制造设备，将材料不断叠加形成所需的实体模型。3D打印在中小批量生产成本控制、个性化生产、生产可预测性和材料利用率等方面与传统技术相比都具有明显优势。3D打印在不同行业减少多类型成本。航空航天燃烧室：3D打印降低费用成本50%；义齿金属内冠：3D打印降低人工成本70%；压缩磨具：3D打印降低时间成本50%。表：3D打印与传统技术相比的优势生产成本不同于传统制造企业通过批量生产单一产品形成规模经济，3D打印依靠同一台设备生产多样产品。企业通过增加产品种类降低生产的单位成本，从而达到范围经济。具体而言，生产的主要成本可分为物料成本，机器折旧，耗材成本和人工成本几方面。3D打印无需模具和机械加工，减少开模次数，简化了生产过程，降低了生产装配成本和耗材成本。同时，增材制造被视为无人值守的制造过程，需要的人力成本较少，并且一次成型，减少废料，提高材料利用率，也有助于减少用料成本。生产可预测性好 3D打印时间、成形变形量、成形精度等可通过3D打印技术及辅助技术进行预测，并可以通过调整模型使得零件构型可测、可控。材料无限融合传统的制造机器在切割或模具成型过程中不能轻易地将多种原材料融合在一起，随着3D打印技术的发展，已经有能力实现不同原材料的融合。表：3D打印与传统精密加工技术的比较（以金属3D打印技术为例 ）项目金属3D打印技术传统精密加工技术技术原理增材制造减材制造技术手段SLM、LSF等磨削、超精细切削、精细磨削与抛光等适用场合小批量、复杂化、轻量化、定制化、功能一体化零部件制造批量化、大规模制造，但在复杂化零部件制造方面存在局限使用材料金属粉末、金属丝材等（受限）几乎所有材料（不受限）材料利用率高，可超过95%低，材料浪费产品实现周期短相对较长零件尺寸精度±0.1mm（相对于传统精密加工而言偏差较大）0.1-10μm（超精密加工精度甚至可达纳米级）零件表面粗糙度Ra2μm-Ra10μm之间（表面光洁程度较低）Ra0.1μm以下（表面光洁度较高，甚至可达镜面效果）5资料来源：艾瑞咨询，天风证券研究所图：3D打印工作流程示意图3D打印工作流程3D打印操作流程通常分三步。前期软件的建模至关重要，需要精通软件建模技术、材料等多学科人才参与把关。模型搭建对产品是否符合所需标准起到决定性作用。而打印设备则主要负责产品的产出成型，技术和材料两者互相搭配制成综合性能好的实物。1.获取所需产品的3D结构信息；2.将数据录入建模软件中。1.根据数据编辑模型，构建支撑结构（如需）；2.分层切片，规划扫描路径。1.根据打印路径预设参数跟踪；2.挑选适配材料。1.设置3D打印机并调整打印参数；2.校平设备平台，倒入耗材（根据情况做预热准备）；3.使用联机或脱机模式进行逐层堆积打印，打印过程中软件系