3D打印行业报告：消费电子钛浪起，3D打印黎明至

中 泰 证 券 研 究 所 专 业 ｜ 领 先 ｜ 深 度 ｜ 诚 信｜证券研究报告｜2 0 2 3 . 1 2 . 1 13D打印行业报告——消费电子钛浪起，3D打印黎明至中泰机械首席分析师：王可执业证书编号：S0740519080001中泰机械分析师：姜楠宇执业证书编号：S07405221100013D打印是通过二维逐层堆叠材料的方式，直接成形三维复杂结构的数字制造技术。对比传统制造方法，增材制造最适合小批量、复杂设计以及速度至关重要的应用。复盘全球和我国资本市场，经过2014年前后3D打印泡沫的积聚和破裂，未来3D打印的核心看点在于基本面能否根本改善。为什么现在看好3D打印？①过去3D打印的痛点在于无法大规模量产，当前消费电子钛合金趋势之下，3D打印钛合金成本低于传统CNC制造，市场空间释放；②国内厂商金属3D打印技术SLM、LPF均成熟，已在航空航天领域实现应用；③金属3D打印成本降低，2020-2022年铂力特金属3D打印粉末售价降幅46%，另外激光头增加、双面铺粉等技术助力生产效率提升成本下降。 3D打印产业链中，设备厂商占据主导地位。①上游原材料价值量约占16%(2021年数据，下文同），目前基本完成国产替代，核心零部件价值量占7%，激光器和振镜国产替代进展较慢；②中游3D打印设备厂商价值量占比55%，3D打印服务商价值量占比21%，国产厂商收入规模和外资龙头仍有一定差距；③全球3D打印下游较分散，我国工业级3D打印下游约六成用于航空航天。 消费电子新增3D打印设备的市场空间有多大？①短期分产品测算，假设2024年折叠屏轴盖、手表表壳、iPhone中框的3D打印渗透率分别为10%/25%/10%，新增3D打印设备空间1.6/10.4/117亿元。②中长期，消费电子领域3D打印成长空间巨大。根据Statista和Wohlers，2022年全球消费电子领域3D打印市场规模为21.27亿美元，在全球1.01万亿美元消费电子市场的渗透率仅约0.21%，3D打印应用有巨大上升空间。 投资建议：随着3D打印持续降本增效，消费电子的3D打印空间打开，行业进入产业爆发期，建议关注产业链结构性机会，中游3D打印设备、后处理研磨抛光设备的价值量较大。受益标的为设备商：铂力特（金属3D打印设备龙头，全产业链布局）、华曙高科（金属+非金属3D打印设备、非金属材料及软件）、金太阳（钛合金打磨设备、喷砂、液体抛光龙头）。风险提示：测算假设误差、行业历史数据代表性有限、3D打印成本下降不及预期、其他钛合金加工技术路线的成本下降进度快于3D打印、技术升级换代、研报中使用的公开资料可能存在信息滞后或更新不及时的风险。投资要点目录CONTENTS3D打印复盘：从实验室走向工业和大众为什么现在关注3D打印？3D打印产业链哪些环节受益？消费电子新增3D打印空间测算1234投资建议5CONTENTS目录CCONTENTS专 业 ｜ 领 先 ｜ 深 度 ｜ 诚 信中 泰 证 券 研 究 所13D打印复盘：从实验室走向工业和大众5图表2：金属3D打印技术与传统精密加工技术的比较来源：铂力特招股说明书，中泰证券研究所图表1：增材制造（上）减材制造（中）成型制造（下）对比来源：Hubs，中泰证券研究所增材制造减材制造成型制造1.1、3D打印：一种用于制造零件的增材制造技术，与传统制造方法各有侧重 3D打印是通过二维逐层堆叠材料的方式，直接成形三维复杂结构的数字制造技术，对于加工小尺寸（50-100mm）、小批次、高价值量的产品，3D打印更有优势。➢相较于传统制造方式，3D打印的优势包括（1）缩短新产品研发及实现周期；（2）可高效成形更为复杂的结构；（3）实现一体化、轻量化设计；（4）材料利用率较高，3D打印昂贵的金属材料可节约较大成本；（5）实现优良的力学性能。3D打印快速凝固成形后的制件内部冶金质量均匀致密，无其他冶金缺陷；同时快速凝固使得材料内部组织为细小亚结构，成形零件可在不损失塑性的情况下使强度得到较大提高。➢而金属3D打印技术在可加工材料、加工精度、表面粗糙度、加工效率等方面与传统的精密加工技术相比，还存在一定差距。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 （分层制造、逐层叠加）“减”材制造 （材料去除、切削、组装）技术手段共5种技术路线，常见的为SLM、LSF（详细介绍见2.2）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，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 （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）61.2、3D打印40年发展历史：从实验室走向工业和大众3D打印行业自1980年以来经历了4个发展阶段。（1）1980-1992年：非金属3D打印技术触发期。核心非金属3D打印技术SLA、LOM、FDM诞生，两大公司3D System和Stratasys相继创立；（2）1992-1999年：非金属3D打印商用+金属3D打印技术触发期，首台工业3D打印机问世；（3）2000-2013年：初始应用期，非金属3D打印爆发。2001年首台桌面3D打印机问世，随着2009年FDM技术专利到期，桌面打印机价格由上万美元降到不足1000美元，但桌面3D打印设备并未解决工业用户需求；（4）2014年至今：稳步发展期，金属3D打印技术成熟。2013-2014年SLA等多项关键专利到期，2016年12月SLM选择性激光熔化技术到期，我国出台相关产业政策，3D打印逐渐在航空航天、医疗领域广泛应用。图表4：全球3D打印发展历史来源：Tech fan:3D打印发展的全历史,亿渡数据，中泰证券研究所阶段时间全球事件国内事件一、非金属3D打印技术发明期1980 久田秀夫申请了全球首个3D打印专利，未商业化1984 SLA技术元年，1986年3D System公司成立1988年：颜永年建立清华大学激光快速成型中心1986 LOM技术元年1988 FDM技术元年，1989年Stratasys公司创立二、金属3D打印技术发明，非金属3D打印商用1992 Stratasys推出首台FDM工业级打印机DTM公司推出首台SLS打印机1993年5月国内首台工业级SLS样机研发成功；10月国内首家3D打印公司成立1994 EBM电子束熔融技术元年1994年：研制出国内首台LOM样机1995 SLM选择性激光熔融技术元年1999 医学生物3D打印元年1998年，史玉升教授负责SLS和SLM技术三、非金属3D打印产品走向大众2001 第一台桌面3D打印机问世西北工业大学申请第一批激光立体成型的源头创新专利2009 ASTM F42增材制造技术委员会成立，FDM关键专利到期2011 3D打印医疗应用元年史玉升教授团队为空客等单位制作大型复杂钛合金零部件的铸造蜡模2012《经济学人》称3D打印将是