2023年钛合金3D打印行业专题报告：来自消费电子的启示

钛合金成为 3D 打印进入消费电子的切入点

消费电子厂商深度布局钛合金材料

钛合金材料在消费电子领域的应用不断深化。消费电子领域的产品很早就开始使用钛 合金材料，苹果早在 2019 年发布的 Apple Watch S5 系列中就提供了钛合金边框的版本， 后续的 Apple Watch Ultra 开始标配钛合金边框，2023 年秋季新发布的 iPhone15 Pro 版 本也开始标配钛合金中框。华为在 2022 年发布的折叠屏手机 Mate Xs 2 结构件中采用钛 合金材料，并在 2023 年新发布的智能手表 Watch 4 Pro 中使用了钛合金边框。受益于钛 合金在轻量化、高强度、耐腐蚀等性能方面的优势，主要消费电子厂商纷纷开展布局。

为什么消费电子要使用钛合金：高强度和轻量化的优势

产品升级导致智能手机重量上升。智能手机伴随着代际更新质量越来越大，主要原因 一是手机大屏化趋势导致尺寸扩大而重量提升；二是大容量电池的装配，手机基于对长续 航的需求以及芯片性能提升导致功耗增大，对大容量电池的需求随之提升；三是其他配件 的堆积，高功耗芯片带来散热系统的升级，以红魔游戏手机 6S Pro 为例，其内置 ICE 7.0 九层立体散热系统，包括但不限于 2 万转/分的高速离心风扇、超导铜箔、高导热凝胶等， 更多的硬件导致整体重量不断增大。

钛合金兼具高强度和轻量化优势。钛合金强度较高，据搜钛网数据，TC4 钛合金的抗 拉强度和屈服强度分别可达到 960 Mpa 和 892 Mpa，高于 304 不锈钢的 520 Mpa 和 205 Mpa 以及 A380 铝合金的 320 Mpa 和 160 Mpa。同时钛合金具备良好的耐腐蚀性，在高 温的中性或弱酸性的氧化物溶液中具有高度稳定性。钛合金的密度比不锈钢材料低，TC4 钛合金与 304 不锈钢的密度分别为 4.51 g/cm³和 7.93 g/cm³，这使钛合金在同体积下重量 更小。苹果 Ultra 手表标配钛合金边框，据我们测算相比使用不锈钢，钛合金边 框能够减轻全机重量的 12.9%。

钛合金与 3D 打印的结合成为产业发展的新趋势

钛合金与 3D 打印的结合成为了产业发展的新趋势。由于钛合金的导热系数小，切割 过程中局部快速升温而热量难以释放，因此采用减材制造的加工方式难度大，而 3D 打印 以增材制造的工艺较好地规避了传统方式的弊端，两者结合有望成为发展新趋势。例如， 国外手表厂商 Barrelhand 和头部 3D 打印设备商 Materialise 开展合作，采用 3D 打印工艺 制作钛合金手表壳，荣耀发布的新款折叠屏手机 Magic V2 在折叠屏铰链的轴盖部分采用 钛合金 3D 打印工艺，成为全球首款采用钛合金铰链的折叠旗舰机，也是 3D 打印钛合金 工艺首次在手机上大规模使用。

为什么要用 3D 打印来制作钛合金结构件？

（1）传统机加工钛合金难度高。相比于不锈钢、铝合金，传统机加工在面对钛合金 时存在一定难度。这主要是因为钛合金的热导率低，常见TC4钛合金热导率仅7.96W/m·K， 远低于不锈钢及铝合金。这就导致钛合金在加工中热量易聚集，局部升温快。据先进制造 技术网数据，传统切割方式能使钛合金局部升温至 1000℃以上，一方面导致刀具的刃口 磨损、崩裂和生成积屑瘤，缩短刀具寿命，另一方面局部高温也破坏了钛合金的表面完整 性，导致精度下降并减少其疲劳强度。据艾邦高分子数据，采用钛合金材料的手机中框整 体良率约 30%-40%，远低于铝合金中框的 80%。 传统机加工其他金属的工艺已相对成熟。不锈钢和铝合金的价格相比钛合金更便宜， 同时不锈钢与铝合金的热导率更高，在采用传统减材工艺制造时不会出现类似钛合金加工 时的问题，因此通过 CNC 或压铸的加工工艺已非常成熟，原材料价格与加工成本均较低， 短期内使用 3D 打印工艺的性价比优势不足。

（2）3D 打印的技术工艺较好地适配了钛合金零部件的制备。a、以 SLM 技术为代表 的金属 3D 打印不同于传统 CNC 对板、棒材的减材制造，SLM 是通过对金属粉末激光熔 融而层层累积成形的增材制造工艺，这就从技术路线上规避了对钛合金进行切割时的弊端； b、增材制造层层打印成形的工艺对复杂结构具有低成本敏感性，因此加工时的设计自由 度高，可以通过更多的内部空腔结构来实现轻量化；c、3D 打印设备通过大尺寸设计以及 搭载更多数量的激光头，可实现一次多个成形，打印效率显著提升；d、3D 打印是一体化 成形的技术，相比于切割加工，其产出的结构件具备更优的强度和一致性。

（3）3D 打印钛合金工艺对折叠屏手机性能提升显著。2023 年 7 月荣耀发布新款折 叠屏手机 Magic V2，在折叠处的关键零件铰链中使用了钛合金材料，铰链的主要作用是辅 助柔性屏对折，对手机的耐久度、折叠状态的贴合度、展开状态的平整度发挥着重要作用。 据荣耀官方数据，得益于钛合金铰链的应用，Magic V2 的折叠厚度低至 9.9mm，展开厚 度仅 4.7mm，较铝合金材料强度提升 150%，可实现 40 余万次折叠，重量仅 231g，性能 指标领先市场上绝大部分的折叠屏手机。

3D 打印与 CNC、MIM 工艺之间是怎样的关系？

3D 打印与 CNC 之间互补与替代关系并存

（1）结构端 3D 打印可部分替代 CNC 加工。由于 3D 打印对复杂结构件具有低成本 敏感性，增材制造的方式即决定了其适用于加工内部较为复杂的结构件，因此当加工件涉 及到曲面形状且内部具有较多中空结构时，3D 打印可以替代 CNC 工艺。此外 3D 打印具 备较高的定制化特点，因此在医疗骨科植入物具有较广阔的应用前景。 （2）材料端 3D 打印与 CNC 加工互补。针对钛合金、高温合金等较难加工材料，增 材制造通过层层铺粉加工累积成型，从技术原理上规避了传统机加工在切削过程中易产生 的弊端。因此，3D 打印可以帮助 CNC 完成较难加工材料的成型环节，同时加工后的毛坯 件也需要后续的退火、线切割及抛光打磨环节，数控研磨抛光机床在后处理环节中将进一 步精细化处理，两种工艺可互为补充。 （3）两种工艺互补与替代关系并存，经济性是选择时的重要考量因素。以钛合金材 料的加工为例，3D 打印的优势是原材料利用率高、良品率高、支持复杂结构，而 CNC 的 优势则在于打印尺寸较大、结构复杂度适中、规模化生产时的单品成本较低。

3D 打印与 MIM 工艺以互补为主

MIM 具备高效批量化生产能力，在我国主要应用于消费电子

什么是 MIM？金属粉末注射成形（Metal Injection Molding，MIM）工艺是将粉末冶金 工艺与塑料注射成形技术相结合的新型近净型成形技术。技术原理是：首先将金属粉末与 粘结剂混合制粒，再将制得的粉末颗粒注射进入提前制作好的模具中粘黏成型，之后通过 酸催化脱黏，再进行烧结，部分烧结产品还需要进一步的热处理、机加工才会形成最终成 品。由于一旦完成模具制作即向其中注射制成的颗粒即可，所以 MIM 工艺具有定制化、批 量化生产的天然优势，适用于体积微小、内部较复杂的结构件的高效生产，可适配钛合金、硬质合金、镍基合金、不锈钢、铜合金等多种金属材料。

MIM 针对复杂结构件具备高效的批量化生产能力。MIM 采用注射成型的工艺，在完 成模具制造后向其中注入混合料即可，设计自由度高，通过模具即可支持复杂结构件的批 量化生产。此外，MIM 工艺支持不锈钢、铝合金、镍基合金、钛合金、高温合金等多种金 属材料的生产，适用范围广；通过后处理流程，成型结构件在密度、强度、表面光洁度等 重要指标上与其他工艺相比的综合优势显著。

MIM 工艺应用广泛，我国以消费电子为主。我国 MIM 市场稳定成长，据中商产研院 测算，预计 2022 年我国 MIM 市场规模达 95 亿元，2016-22 年 CAGR 为 11.7%，预计至 2026 年中国 MIM 市场规模将达到 141 亿元，2022-26 年 CAGR 为 10.4%。据华经产研 院数据，全球 MIM 市场主要由中国和欧美等区域构成，中国是全球最大的市场，占据全球 市场份额的 41%，欧洲和北美市场各占 17%的份额。从下游应用来看，中国 MIM 市场应 用主要集中于消费电子领域，包括手机 SIM 卡槽、装饰圈、散热风扇、线圈马达等零部件， 具 体 分 类 看 ， 手 机 / 智 能 穿 戴 / 电 脑 / 五 金 / 医 疗 / 汽 车 的 占 比 分 别 为 56.3%/11.7%/8.3%/6.9%/4.5%/3.5%，与欧美市场以军工、医疗和汽车为主的格局存在显 著差异。

为什么要讨论 3D 打印与 MIM 的关系：来自折叠屏手机的催化

折叠屏手机市场保持高景气，价格下探推动渗透率向上。据 IDC 数据，2022 年中国 折叠屏手机出货量近 330 万台，同比+118%。进入 2023 年折叠屏势头不减，中国市场 23Q2 出货量达 126 万台，同比+173%，在智能手机市场中的渗透率由 22Q2的 0.7%提升至 23Q2 的 1.9%。伴随着技术成熟及良品率提升，折叠屏手机的成本下降带动终端售价下探，平 价产品结构占比提升有望推动折叠屏手机的渗透率进一步提升，据 IDC 数据，中国市场 23Q2 中 1000 美元以上产品份额已由一年前的 92.8%降至 54.6%；其中竖折产品最低价 已下探到 400-600 美元，23Q2 市占率达 46.6%，同比+10.4pcts。

铰链是折叠屏手机的核心增量，品质好坏将直接影响用户体验。折叠屏手机主要包括 横向内折、横向外折和竖向内折的三种折叠形态。铰链是目前处理弯折处的主流技术，也 是折叠屏手机的主要成本增量。以三星 Galaxy Fold 为例，据头豹产研院数据，其整机物 料成本为 636.7 美元，比 Galaxy S9+高出 260.7 美元，其中主要的增量来自机械结构件和 显示模组两块，成本增幅分别为 193.6%和 177.0%，原因是铰链、盖板带来的新增结构件， 以及屏幕成本随着面积扩大而增加。铰链负责折叠屏的开合和悬停，使在非折叠状态下的 两块屏幕能够完全延展并实现贴合，并兼具耐久度和稳定性。因此，铰链品质的好坏将直 接影响折叠屏展开时的观感和使用体验，是用户是否选择购买产品的重要考量因素。

铰链形态由 U 型向水滴型发展，产品结构复杂且价值量进一步提升。折叠屏手机的铰 链形态可分为 U 型和水滴型两种。三星是 U 型铰链技术的代表厂商，其优点是结构简单且 成本低，但因为弯折半径小，通常在 1.5mm 左右，容易造成更深的折痕，折叠屏展开时 的平面效果欠佳。华为、荣耀和 OPPO 是水滴型铰链的代表厂商，水滴型具备更大的弯折 半径，例如 OPPO 的 FindN 的水滴铰链弯折半径达 3.0mm，在折叠时屏幕弯折和形变分 散范围大，塑性变形小，折痕不明显。考虑到水滴型较链在控制折痕方面的优势，预计未 来水滴型将成为主流。据赛诺市场研究公众号，2020 年折叠屏铰链中 U 型铰链占比 60%， 2021 年水滴型铰链加速渗透，份额达到 65%。

3D 打印与 MIM 均被应用到铰链加工中。3D 打印被用于制作折叠屏铰链的轴盖，据荣耀官网，Magic V2 折叠屏手机铰链的轴盖部分首次采用钛合金 3D 打印工艺，宽度相较 于铝合金材质降低 27%，强度却提升 150%，完美平衡了轻薄与可靠性。铰链内部零件基 本采用 MIM 工艺，因铰链内部结构复杂，由上百个体积不足 0.5 立方厘米的零部件组装而 成，例如小米 MIX Fold3 的龙骨转轴共有 198 个零件，vivo 的 X Fold 的铰链部分共计 174 个零部件。这些小体积、结构复杂的零部件主要采用 MIM 工艺制作。

3D 打印与 MIM 主要是互补关系，两者适配不同的场景。MIM 适用于小型件的批量化 高精度加工，经济性应用场景常见于50g以内，零件尺寸在25mm左右，最大不超过150mm。 因为 MIM 涉及到后续烧结处理会导致零件公差一般为尺寸大小的 0.3%-0.5%，因此当零 件尺寸过大时，对应的公差也会变大，将会不符合设计要求，而额外的机加工二次工序又 会增加成本。对 3D 打印而言，首先不存在制模需求，更适用于定制化生产，伴随着大尺 寸设备的推出，针对大体积件的打印更具优势，因此 3D 打印相较于 MIM 在大体积、定制 化、高复杂度的加工过程中更具优势，两者适配领域不同，以互补关系为主。此外，3D 打印可以帮助 MIM 制作模具，具备成本低、快速交付的优势。

如何测算 3D 打印的成本和未来的降本路径？

3D 打印的典型案例成本测算：打印环节+后处理环节

3D 打印能否推广最终还是落实到对经济性的考虑。虽然主要消费电子厂商已布局钛 合金材料，但选择 3D 打印的仍是少数，荣耀 Magic V2 也仅是使用 3D 打印制作钛合金铰 链轴盖这一小部件。能否推广的核心是权衡经济性：钛合金 3D 打印的优势是原材料利用 率高、良品率高、支持加工内部复杂结构，传统机加工的优势则在于打印件尺寸较大、结 构相对简单、规模化生产时的单品成本较低。因此，应当符合的规律是：打印件的结构复 杂、体积适中、打印数量有限时，钛合金 3D 打印相比传统机加工更具优势。

我们以某款消费电子设备的钛合金结构件为例，测算采用 SLM 设备时的成本。我们 以铂力特 BLT-S600 设备的配置为基准，并参考论文《SLM 打印金属零件成本分析与预测 模型》（陈未，浙江大学，2019）的假设方式来测算其成本。我们将讨论聚焦于成本测算 和未来的降本增效：首先将成本测算分为两部分，一部分是 3D 打印过程中的成本，另一 部分是后处理过程中的成本，通过计算总成本来得出 3D 打印平均单个成本；之后我们考 虑未来降本影响，降本的方向主要是原材料及核心零部件的国产化带来的成本降低，后处 理优化带动的良品率提升，与流程自动化下的人力成本投入减少。

打印环节：（1）我们先测算打印成本，打印阶段的成本包括原材料粉末成本、气体消 耗成本、人工操作成本、电费、设备折旧等； （2）首先我们计算出打印个数，通过目标打印件的单个占地面积和整个基板的面积， 考虑到间隙后假设一个基板一次性可打印 150 个零部件，我们的测算是考虑一次性打印整 个基板的数量的总成本和对应的单个成本； （3）原材料成本上，我们基于单个产品的质量，在假设 90%的原材料利用率后，结 合假设的原材料价格以及打印数量，计算出所需原材料粉末的成本； （4）气体消耗成本上，我们已知设备成形仓体积，参考所选论文考虑惰性气体的流 动性和部分重复利用性，假设按照成形仓比例的开始气体体积减去结束时体积作为消耗量； （5）人工操作成本包括设备工作前的系统设置调试成本以及打印结束后的清粉时间， 以假设工资测算出运行过程中的人工成本； （6）设备工作成本上，我们基于打印件质量和材料密度得出体积，在考虑打印个数 和支撑比例后计算出总打印体积，根据设备搭载激光器打印效率计算出打印时间，并参考 论文设置打印零部件难度系数，再加上铺粉时间和设备调试时间以确立总工作时长，根据 设备功率和使用寿命测算出耗电量和设备折旧； （7）基于上述测算，我们加总原材料成本、人工成本和设备工作成本三项后得出打 印环节的总成本，并进入下一步后处理环节。

根据假设测算：设备一次性打印 150 个零部件的打印成本为 8583 元。其中主要成本 来自粉末使用成本、设备工作成本和人工成本，对应数值分别为 5600/2472/511 元，占比 分别为 65.2%/28.8%/5.9%。因此，原材料和设备的价格是未来降本增效的重点方向，后续钛合金粉末及核心零部件的国产化替代有望进一步推动成本下探。

后处理环节：（1）我们将整个后处理分为热处理、切割、抛光打磨与喷砂环节，并对 各环节成本加总以测算总成本，因为目前还处于初期阶段，此处测算的打磨抛光环节暂时 选用依靠人工的普通抛光打磨箱而非数控研磨抛光机床； （2）真空退火炉采用某款常见大功率卧式退火炉设备，加热尺寸正好适用于 3D 打印 后基板放置，通过对打印件加热后缓慢冷却以释放应力来改善工件性能，此处通过真空退 火炉的工作性能参数，测算出设备工作过程中的耗电量以及产品折旧； （3）经过热处理之后需要通过切割使打印件与基板分离，此处我们选择线切割机器， 通过切割速度与成形件总计表面积来测算出切割时间，并基于设备的性能参数计算出工作 过程中的耗电量与设备折旧； （4）切割后部件还需要经过打磨、抛光和喷砂步骤，此处设备需要人力操作，我们 假设由 4 人共同参与，结合人工操作时长和设备工作时长计算出人工成本和设备折旧，并 将上述热处理、线切割和抛光打磨喷砂成本加总以计算出后处理环节的总成本。

我们根据假设测算：设备一次性打印 150 个零部件的后处理成本为 3460 元。其中最主要的成本来自抛光打磨喷砂和热处理两项环节，对应成本分别是 3116 和 337 元，占后 处理的比重分别为 90.1%和 9.8%。我们在本文中所选定的抛光打磨设备仍需要依靠人力 参与，因此会产生较大的人力成本，相对更加耗时。若选择自动化程度更高的数控研磨抛 光机床，虽然设备购置成本更高，但能够有效减少人力参与并提高加工效率，在大规模批 量化生产时更具性价比优势，是未来后处理环节降本增效的重要方式。

结果显示：加总打印环节与后处理环节成本，我们得出打印总成本为 12203.13 元， 假设 60%的良品率对应单个零部件的平均打印成本为 135.59 元。根据《机械加工报价计 算方法大全》（杨梨紫），小件的机加工费用与零件原材料的成本之比为 5-10:1，我们的打 印件重量是 12g，采用 TA15 钛合金材料，考虑机加工约 30%的原材料利用率，计算得出 机加工成本在 100 元左右。因此，3D 打印相比于 CNC 加工的成本略高。通过拆解各项成 本，我们发现主要成本来源于粉末使用成本、抛光打磨喷砂成本、以及设备工作成本，占 成本的比重分别为 45.9%/25.5%/20.3%。因此，后续的降本增效主要源于三个方面，原材 料粉末国产份额提升带动价格下降，设备中搭载的核心零部件国产化替代推动设备成本下 降，以及后处理环节的优化促进良品率提升。

多种因素共同作用推动未来降本增效

钛合金 3D 打印降本增效的方向主要是：原材料粉末和核心零部件国产化带动价格下 探，设备与后处理环节的迭代推动良品率提升。想要进一步推广钛合金 3D 打印工艺，就 需要通过降本增效以提升经济性，因为提升效率的关键是搭载更多的激光器和振镜系统来 提高扫描速率，因此本质上又回到了降低核心零部件成本的讨论上，在搭载更多套激光器 的同时降低单套设备的均价。所以我们的讨论将聚焦于如何降本，通过分析成本的波动来 展望未来的降本路径。

首先我们测算原材料和核心零部件成本下降所带来的积极影响，基本假设如下： （1）钛合金粉末型号较多，常见有 TC4、TA15 和 TA1 等，可分为进口和国产两类 产品，目前 3D 打印用 TC4 粉末的市场均价在 1000-1500 元/kg，国产粉末价格在 700-800 元/kg，本案例中我们选用的原材料是 TA15 钛合金粉末，价格大约是 TC4 的两倍，若完 全实现国产化则有 50%-60%的降幅空间。我们在前文中假设初始价格为 2800 元/kg，并 考虑价格波动对单品成本的影响； （2）核心零部件主要包括激光器和振镜，目前头部厂商华曙高科和铂力特的核心零 部件依赖进口，激光器主要来自德国的 IPG，振镜主要来自德国的 SCANLAB，据官网售 价显示两者的单价大约在 15-20 万元/台，一套激光器和振镜系统的组合成本即为 30-40 万元。我们假设一套激光器和振镜组合的价格是 35 万元，则基准情况下 6 套核心零部件 的总成本为 210 万元，目前国内大族激光、锐科激光、金橙子厂商均可以实现核心零部件 的国产化替代，有望将激光器+振镜的每套成本降至 10-15 万元，降幅在 60%-70%；

（3）我们考察当原材料和核心零部件同时降价时对最终单品成本的影响，假设原材 料和核心零部件成本降幅从 10%-70%，观察不同降幅情况下最终的单品成本。 原材料与核心零部件价格下探的降本效果显著。我们针对原材料和设备中核心零部件 的价格做出敏感性分析，基于前文测算考虑价格在区间内波动对最终单品成本的影响。结 果显示：当原材料价格在现有基础上的下降幅度达到 60%及以上，或原材料和核心零部件 成本的降幅均达到 50%及以上时，3D 打印相比于 CNC 加工更具备经济性。因为原材料在 前文成本测算中的占比更高，因此原材料价格下降对推动最终单品成本下降的影响更显著。

综合考虑各项因素计算降本路径。增加效率需要更多的激光器和后处理端的优化。搭 载更多的激光器将提高总功率，在单位时间内贡献更多产出。而 3D 打印“数据处理—激 光成形—后处理—检测”的流程又使后处理对检测环节的良品率有重要影响：首先，激光 对粉末点射的工艺会使成形件表面的平整度欠缺，打磨抛光具备必要性；其次，金属材料 在加热后存在残余应力，热处理使金属内部局部塑性或弛豫推动残余应力消除，对金属件的质量提升不可或缺。因此，激光头提升打印效率而后处理能够贡献良品率。

基本假设与测算如下： （1）粉末原材料价格：我们以 1800 元/kg 为基准，考虑到目前国产粉末正快速上量， 预计近几年成本降速较快，之后呈现逐年降低的路径，因此假设 2023-26 年每年降低幅度 分别为 30%/20%/10%/5%； （2）设备价格与核心零部件数量间的辩证关系：一方面，激光器+振镜的搭载数量增 多将导致核心零部件成本上升而抬高设备购置价格，另一方面，更多的激光器意味着更大 的打印效率，打印时间缩短又推动最终成本下降。因此，我们假设国产的激光器和振镜在 设备中的用量逐步提升，打印效率上升的同时单套均价下行，带动最终单品成本下探； （3）后处理端提升良品率：因为涉及到零件在不同设备间的转移切换，并且考虑到 抛光打磨环节人力参与的必要性，目前人力成本仍然较高，未来环节的具体优化措施在当 下还较难预见。但后处理对于良品率的提升是明确的，此处我们仅对良品率指标做出乐观、 中性、悲观预期，并结合上述假设共同测算未来成本。 我们与上述测算结合，考虑 3D 打印整体未来的成本下降路径。结果显示：至 2026 年在中性预期下单品成本将降至 69 元/只，预计 2022-26 年 CAGR 为-15.6%，相较于传 统 CNC 加工的成本与效率的综合优势显著。针对此钛合金结构件，我们预计在 2023-2024 年间 3D 打印与 CNC 加工的加工成本将基本持平，考虑到 3D 打印在一体化成型等方面的 工艺优势，3D 打印的渗透率有望进一步提升，推动行业应用领域及规模进一步扩容。

3D 打印在消费电子的市场空间有多大？

首先考虑折叠屏铰链轴盖的市场前景。目前已知荣耀 Magic V2 折叠屏铰链的轴盖采 用 3D 打印进行加工，据南极熊报道，Magic V2 铰链的钛合金轴盖的材料成本在 30 元左 右，加工成本在 200-300 元之间，是目前折叠屏结构件中最昂贵的模块，第一批的订单量 大概在 100 万台左右。若按 250 元/台的价值量测算，则第一批订单的对应价值量为 2.5 亿元。据 IDC 数据，2022 年中国折叠屏手机出货量近 330 万台，同比+118%。2023 年 Q2 中国市场出货量为 126 万台，同比+173%，考虑到我国折叠屏市场持续的高景气度， 伴随着钛合金和 3D 打印应用的渗透率提升，市场空间有望进一步扩张。

基本假设如下： （1）钛合金材料的渗透率，伴随着主要消费电子厂商纷纷在产品中使用钛合金材质， 我们预计未来折叠屏轴盖部分钛合金材料的渗透率会不断提升，目前在售手机进 Magic V2 采用钛合金轴盖，考虑到折叠屏市场的高景气度以及后续华为等厂商新机型推出的催化， 我们预计中国今年折叠屏手机出货量将接近 600 万台，同比增长在 80%左右。考虑到智能 手机行业龙头的市占率一般维持在 20%-30%，而据 Counterpoint 数据，目前唯一采用钛 合金折叠屏铰链轴盖的荣耀 Magic V2 在中国折叠屏手机市场 Q3 的销量已是第一，因此 我们预计今年钛合金轴盖折叠屏的占比在 30%左右，并假设后续几年将逐步提升，而 3D 打印在折叠屏铰链轴盖的渗透率将保持在 90%左右； （2）中国是全球最大的折叠屏智能手机市场，据 Counterpoint 数据，2022 年中国折 叠屏出货量占到了全球折叠屏出货量的 26%，今年预计将进一步增长，据（1），我们假设 2023 年采用钛合金轴盖的折叠屏手机在全球折叠屏手机的市占率大概在 10%左右，预计 之后将保持稳定增长，但速度低于中国增速； （3）考虑到未来 3D打印的降本增效，我们假设单个加工成本在未来 4年保持 5%-10% 的降幅。轴盖体积相对更大，对接铰链一面的结构复杂，在荣耀迈出行业第一步后，3D打印预计有望进一步应用在其他产品的轴盖制作上，因此暂考虑折叠屏轴盖对应的钛合金 3D 打印市场空间。

根据测算结果：若 3D 打印保持在钛合金折叠屏铰链轴盖这一细分领域 90%的渗透率， 则伴随着钛合金材料端的渗透率不断提升，市场空间有望从 2023 年预计的 4 亿元提升至 2027 年的 18 亿元，2023-2027 年 CAGR 达 45.6%；针对全球市场，若 3D 打印保持在折 叠屏铰链轴盖这一细分领域 80%的渗透率，则伴随着钛合金材料渗透率的提升，对应市场 规模有望从 2023 年预计的近 6 亿元提升至 2027 年的 21 亿元，2023-2027 年 CAGR 达 37.7%。考虑到目前主要 3D 打印公司在民用领域收入尚处低位，未来行业需求释放有望 对营收产生较大增量。

如果苹果采用 3D 打印会有多大的市场空间？苹果已经在 Ultra 系列手表的表壳和 iPhone15 Pro 版本的中框上标配了钛合金材料，如果未来苹果选择采用 3D 打印制作相关 产品的钛合金结构件，有望带动 3D 打印市场进一步扩容。相比于手机中框更为工整的形 状，手表表壳内部结构更加复杂，3D 打印工艺更加适配，因此我们认为 Ultra 手表表壳更 可能会先应用 3D 打印工艺进行加工，手机中框的应用进程可能更靠后。 我们先对苹果 Ultra 手表表壳和手机 Pro 版本边框采用 3D 打印的市场空间进行测算， 之后对设备的需求量和价值空间进行测算，主要假设如下：

（1）苹果手机全球年出货量约 2.2 亿台，近年来销量保持稳定，其中 Pro 版本占比 在 60%左右，因此我们假设 Pro 版本每年销量 1.3 亿台；据 Watch Faces 数据，苹果手 表 2022 年出货量达到 5390 万台，Ultra 型号占比在 10%左右，我们假设 Ultra 手表每年 销量 500 万台。基于对应型号的销量测算出市场空间；

（2）苹果 Ultra 手表壳单个重量为 12g，钛合金密度在 4.5g/cm3，根据前文测算方式 我们预计单个苹果 Ultra 表壳的 3D 打印成本在 100-150 元之间，而单个手机中框的打印 成本在 200-300 元之间，我们假设手表壳和手机中框的单个打印成本分别是 130 元和 220 元，以此为基准进行测算；

（3）我们以 BLT-S600 的设备参数为基准，通过铂力特官网和定增说明书数据，已知 设备激光器打印效率、设备年工时、设备基板、设备售价（650 万元/台）等参数。通过苹 果官网，已知产品尺寸和重量，通过密度测算出体积。结合两者数据计算得出，BLT-S600 一年的产能对应 24.6 万个 Ultra 手表壳或 12.0 万个手机中框。

结果显示：若在初期 Ultra 手表表壳有 30%采用 3D 打印工艺，Pro 中框有约 10%采 用 3D 打印工艺，则对应的市场空间将达到 31 亿元；长期看若 Ultra 手表表壳和 Pro 版本 手机中框分别有 90%和 30%采用 3D 打印，则对应空间约 93 亿元。设备需求量上，若 Ultra 表壳和 Pro 中框各有 30%和 10%的渗透率，则设备需求量是 117 台，对应价值量是 7.57 亿元；若 Ultra 表壳和 Pro 中框各有 90%和 30%的渗透率，则设备需求量是 350 台，对应 价值量是 22.72 亿元。考虑到未来钛合金材料可能会在其他产品型号中渗透，则 3D 打印 的市场空间有望进一步扩张。

编辑：火腿肠