2024年3D打印行业深度研究：3D打印赋能工业制造，航空航天+消费电子领域双因素驱动行业扩张

1、3D 打印：一种新型制造方式，传统加工技术的重要补充

1.1、3D 打印属于增材制造，具有“自由制造、去模具、减废料、降库存”的优势

根据《中国战略性新兴产业研究与发展：增材制造》，增材制造（AM）是一种基于离散-堆积原理形成实体物品的新型制造方式，融合了信息网络技术、先进材料技术、数字制造技术。增材制造又称“3D 打印”，是基于三维模型数据，采用与传统减材制造技术（对原材料去除、切削、组装的加工模式）完全相反的逐层叠加材料的方式，直接制造与相应数字模型完全一致的三维物理实体模型的制造方法。其基本原理为：以计算机三维设计模型为蓝本，通过软件分层离散和数控成形系统，将三维实体变为若干个二维平面，利用激光束、热熔喷嘴等方式将粉末、树脂等特殊材料进行逐层堆积黏结，最终叠加成形，制造出实体产品。 人类制造方式经历了等材制造、减材制造和增材制造三个发展阶段。等材制造是指通过铸、锻等方式生产制造物品，材料重量基本不变，已有3000多年历史；减材制造是指在工业革命后，通过使用车、铣、刨、磨等方式对材料进行切削加工、批量化制造产品，已有 300 多年历史；增材制造则采用材料累加方式，利用三维设计数据在一台设备上快速而精确地“自下而上”地“自由”制造出任意复杂形状的物品，已有 40 多年发展历史。增材制造颠覆了传统的思维方式和制造模式，为制造业发展开辟了崭新的广阔天地。目前该技术已广泛应用于航空航天、汽车、军工、核电、船舶、医疗等众多领域。

3D 打印发展历程可以分为三个阶段：1）1980-1990 年为第一阶段，期间3D打印专利、技术和原型机先后诞生；2）1990-2010 年为第二阶段，欧美逐渐形成具有影响力的 3D 打印公司，如 3D Systems、Stratasys、EOS等，由技术和理论的雏形过渡至 3D 打印机及产品的生产，同时这一阶段3D打印生产的产品类别和下游场景也在不断扩大；3）2010 年至今为第三阶段，龙头企业不断兼并收购，部分技术专利到期，大量企业涌入行业，行业迎来快速发展。国内 3D 打印起步晚于欧美，但近年来差距逐渐缩小，且商业化规模扩大。1）起步阶段：我国 3D 打印行业于 20 世纪 90 年代初期起步，由各高校在政府资金支持下启动增材制造技术研究；2）技术突破阶段：2000-2010 年间各高校先后实现了主流 3D 打印技术零的突破；3）技术追赶和商业化阶段：2011年至今处于技术追赶阶段，水平逼近欧美国家，同时涉及3D 打印业务公司的数量激增，铂力特、华曙高科等 3D 打印企业成功上市，我国3D 打印行业逐步完成从技术积累到商业化的过渡。

3D 打印是传统加工制造技术的重要补充，各有优劣、长期并存。目前增材制造加工与传统加工方式相比的优势在于：一是可快速加工成形结构复杂的零件，3D打印的原理决定了其加工基本不受零件形状的限制，无需传统工具夹具和多重处理，实现“自由制造”，并缩短产品的研发生产周期；二是制造模式优化，传统加工切割过程会产生大量废料和余料价值折损，材料利用率低，而3D打印具有“去模具、减废料、降库存”的特点，在生产上可以节省材料和能源，材料利用率高并实现降本增效。不足之处在于其加工精度、表面粗糙度和可加工材料等方面还与传统精密加工存在差距，且在大批量制造方面效率和成本不如传统加工。

1.2、目前主要有七大类工艺，粉末床熔融是主流路线

3D 打印目前有七大类主流工艺路线，打印材料包括金属、无机非金属、有机高分子以及生物材料四种。国标《增材制造术语》根据增材制造技术的成形原理，将增材制造工艺分成七种基本类别：粉末床熔融、定向能量沉积、立体光固化、粘结剂喷射、材料挤出、材料喷射和薄材叠层，各工艺类别下还包括不同的子工艺。3D 打印的终端零件性能高度依赖于其制备的设备类型和工艺参数，而粉末床熔融工艺打印的零件具备良好的力学性能和尺寸精度，是目前工业应用领域中主流的增材制造技术；其中，选区激光熔融和选区激光烧结工艺的稳定性和技术成熟度较高，具有突出优势，且选区激光熔融打印的零件力学性能超过铸件甚至部分可以达到锻件标准，应用最为广泛。 按打印材料可以将 3D 打印工艺分为金属 3D 打印和非金属3D打印。金属3D打印主要分为选区激光熔融（SLM）和定向能量沉积（DED）两大类，其中SLM非常适合航空航天小批量、定制化的生产特点，随着技术发展与成本控制，将来有望实现大规模工业化生产，而 DED 目前技术成熟度不及SLM，因此推广速度慢于 SLM；目前金属 3D 打印在航空航天、医疗等领域均得到了较好的应用，并拓展至消费市场，尤其是 3C 领域。非金属3D 打印工艺种类较多，应用领域涵盖汽车、医疗和文创等。

1.2.1、七大工艺及其子工艺原理：SLM 技术居于重要地位

粉末床熔融（PBF）：指通过热能选择性的熔化/烧结粉末床区域的增材制造工艺，子工艺包括选区激光熔融（SLM）、选区激光烧结（SLS）、电子束熔化（EBM/EBSM）和多射流熔融成形（MJF）。1）SLM技术：指采用激光依据设定参数有选择地分层熔化烧结固体金属粉末，在制造过程中，金属粉末加热到完全融化后成形；工作原理是先在工作平台上铺一层金属粉末材料，计算机将物体的三维数据转化为一层层截面的 2D 数据并传输给打印机，然后激光束在计算机控制下按照截面形状对实体部分所在的粉末进行照射，选区内的金属粉末加热到完全融化后成形，继而形成一层固体零件截面层，当一层烧结完成后，工作台下降一截面层的高度，逐层循环上述过程直至整个物体成形；可选择金属材料包括钛合金、铝合金、高温合金、铜合金、不锈钢、模具钢、难熔金属等。2）SLS技术：采用半固态液相烧结机制，原理为采用铺粉将一层粉末材料平铺在已成形零件上表面，并加热至恰好低于该粉末烧结点的某一温度，控制激光束按照截面轮廓在粉层上扫描，使粉末温度升至熔化点，进行烧结并与下面已成形部分实现黏结，一层完成后工作台下降一层厚度，循环过程直至完成整个部件；选材广泛，包括尼龙、蜡、金属和陶瓷粉末等都可以作为烧结对象，成形过程无需支撑。3）EBM 技术：指利用高密度的电子束在高真空环境下逐层熔化金属粉末，主要原理与 SLM 类似，区别是能量源不同，利用的是电子束实时偏转实现熔化成形；与 SLM 相比具有更大的功率密度、更高的成形件致密度、更快的制造速度和更广的材料范围等优势，但较难同激光束一样聚焦出细微的光斑，因此成形件尺寸精度不高。4）MJF 技术：由惠普公司自主研发，主要原理为铺设成形粉末，喷射熔融辅助剂到打印部分，使粉末材料充分熔化，喷射细化剂到打印区外边缘，进行隔热，最后在成形区域施加能量使粉末熔融，重复上述过程直至加工完成；这种方式可以保证没有打印的粉末保持松散状态，粉末再利用率达80%（普通SLS 为 50%），并能保证打印层表面光滑、提高打印件的精细度；可用材料主要为尼龙。

定向能量沉积（DED）：是指利用聚焦热能熔化材料的即熔即沉积增材制造工艺，子工艺包括激光近净成形 LENS（也称激光同步送粉技术、激光定向能量沉积 L-DED 和激光金属沉积 LMD）、电子束熔丝沉积技术（EBDM/EBF3）和电弧熔丝增材制造（WAAM），其中 LENS 的研究及应用较多。1）LENS技术：主要成形过程为聚焦激光束在控制下按照预先设定的路径移动，同时粉末喷嘴将金属粉末（或丝状材料）直接输送到激光光斑在固态基板上形成的熔池，使之按由点到线、由线到面的顺序凝固，从而完成一个层截面的打印工作，这样层层叠加，制造出近净形的零部件实体；可用材料主要是成形比较成熟的金属合金粉末材料，包括不锈钢 304/316、工具钢 H13、钛合金Ti6-4、镍基合金IN625/IN718等。2）EBDM 技术：在真空环境中，以电子束为热源、金属丝材为成形材料，通过送丝装置将金属丝送入熔池并按设定轨迹运动，直到制造出目标零件或毛坯；可以直接成形铝、镍、钛或不锈钢等金属材料，也可将两种材料混合在一起。3）WAAM 技术：用低成本的电弧取代激光和电子束作为熔化金属的热源，形成一种成本大幅降低的大尺寸高效率金属增材制造技术，其打印效率较高，成本低廉，很方便打印数米大小的零件，非常适合于 LENS 技术较难制造的高反射性的铝合金。

立体光固化：指通过光致聚合作用选择性地固化液态光敏聚合物的增材制造工艺，代表性工艺有立体光固化成形（SLA）、数字光处理（DLP）等。1）SLA技术：以光敏树脂为原料，通过计算机控制紫外激光束使其凝固成形；主要成形过程为用容器盛满液态光敏树脂，氦-镉激光器或氩离子激光器发出的紫外激光束在控制系统控制下按零件分层截面数据信息在光敏树脂表面进行逐点扫描，使被扫描区域的树脂薄层产生光聚合反应而固化，形成零件薄层。一层固化后，工作台下移一个层厚距离，以便在原先固化好的树脂表面再敷上一层新的液态树脂，刮板将黏度较大的树脂液面刮平，然后进行下一层的扫描加工，新固化的一层黏结在前一层上，如此重复直至完成零件制造；可用材料为液态形式的光敏热固性聚合物。2）数字光处理技术（DLP）：是立体光固化成形的变种形式；在加工产品时，利用数字微镜元件将产品截面图形投影到液体光敏树脂表面，使照射的树脂逐层进行光固化。由于每层固化时是通过幻灯片似的片状固化的，因而速度比同类型的立体光固化成形速度更快。

粘结剂喷射：指选择性喷射沉积液态黏结剂、黏结粉末材料的增材制造工艺，代表性工艺有三维立体打印技术（3DP）。该技术通过喷头喷出的黏结剂将铺有粉末的各层固化，以创建三维实体原型；从工作方式来看，三维立体打印与传统二维喷墨打印最为接近。具体成形过程为：1）粉末通过水平压辊平铺于平台之上；2）将带有颜色的胶水通过加压方式输送到打印头中存储；3）系统根据三维模型数据将胶水混合并选择性喷射在粉末平面；4）一层黏结完成后，打印平台下降，水平压辊再次将粉末铺平，开始新一层的黏结，如此反复层层打印，直至整个模型黏结完毕。

材料挤出：指将材料通过喷嘴或孔口挤出的增材制造工艺，代表性工艺是熔融沉积成形（FDM）。其主要成形过程为丝状热塑性材料通过喷头加热熔化，喷嘴头底部带有微细喷嘴（直径一般为 0.2～0.6mm），在计算机控制下，喷嘴头根据分层截面模型数据做 xy 平面运动，将熔融状态下的液体材料挤喷出来并最终凝固；一个层面沉积完成后，工作台沿 z 轴方向按预定增量下降一层厚度的距离，喷嘴头再进行下一层截面的扫描喷丝，如此反复逐层沉积，直到最后一层，最终逐层由底到顶地堆积成一个实体模型或零件。该技术可选材料主要包括各种色彩的工程塑料 ABS、PC、PPS 以及医用 ABS 等。

材料喷射：指将材料以微滴的形式选择性喷射沉积的增材制造工艺，代表性工艺有材料喷射成形（PolyJet）技术。该技术与传统喷墨打印机类似，由喷头将微滴光敏树脂喷在打印基底上，再用紫外光层层固化成形成产品。其基本原理与SLA、数字光处理（DLP）类似，主要成形过程为喷头根据分层截面模型数据做xy 平面运动，光敏树脂喷射在工作台上，同时UV 固化灯沿着喷头运动轨迹发射紫外光对工作台上的光敏树脂进行固化，完成一层打印；之后工作台沿z轴下降一个层厚，装置重复上述过程，完成下一层打印；重复前述过程，直至工件打印完成；去除支撑结构。该技术适用的光敏聚合物多达数百种，橡胶或刚性材料、透明或不透明材料、无色或彩色材料、标准等级材料或生物相容性材料，以及用于医学领域的专用光敏树脂材料等。

薄材叠层：指将薄层材料逐层黏结以形成实物的增材制造工艺，代表性工艺是叠层实体制造技术（LOM）。主要成形过程为：运用CO2激光器进行系统切割，并按照计算机提取的横截面轮廓线数据，用激光将背面涂有热熔胶的纸片材切割出工件的内外轮廓，同时对非零件区域进行交叉切割，以便去除废料。第一层切割好后，送料机会把新一层纸片材叠加上去，工作台带动已成形的工件下降（通常材料厚度为 0.1～0.2mm），与带状片材（料带）分离；供料机构转动收料轴和供料轴，带动料带移动，使新层移到加工区域；工作台上升到加工平面；铺纸加热辊进行热压，工件层数增加一层，高度增加一个料厚；再在新层上切割截面轮廓，最终完成产品成形。原材料主要是纸片、塑料薄膜等片材。

1.2.2、工艺路线百花齐放，金属 3D 打印工业化应用最成熟

七大类 3D 打印技术包含不同的子工艺，工艺之间原理、所用材料、打印精度和应用领域等均有差异，目前呈百花齐放、多种技术路线共存的状态。随着科技和增材制造行业的发展，3D 打印技术应用场景已由早期的零件原型快速制备，拓展到直接制造终端零件，实现由“快速原型”向“快速制造”的转变。金属3D 打印由于其工艺特点，具有成形结构精细和力学性能优越的突出优势，因此应用场景相对更广，工业化应用最成熟，尤其在航空航天、医疗和汽车等领域；其中 L-PBF 已实现广泛工业应用，DED 已形成工业化应用，据Wohlers2022年 Senvol 数据库统计，全球 1026 件金属增材制造产品中，94%均采用PBF（902件）和 DED（61 件）技术制造。未来随着金属3D 打印技术进一步成熟和成本的进一步下降，有望得到更广泛的推广。

1.2.3、大尺寸、多激光、低成本是未来趋势

增材制造技术未来将向更大尺寸、更多激光、更高效率和更低成本方向发展。随着增材制造技术向生产终端环节拓展，对效率和成型尺寸的要求越来越高，多激光、大尺寸成为了粉末床激光成型工艺发展的新趋势，增材制造装备已经进入“米”级时代；国内多家企业包括铂力特、永年激光、华曙高科和易加三维等企业已研发推出“数十激光”+“米级幅面”的大型SLM打印设备，以铂力特产品 BLT-S1500 为例，设备成形尺寸为 1500×1500×1200mm，配备26激光器，最大成形效率可达 900cm³/h，提高成形尺寸的同时通过增加激光器数量大幅提升了打印效率。此外，智能传感器和数字总线技术等智能部件的融入将使增材制造装备更加智能化，未来技术的变革发展也将不断推动增材制造工艺成本的降低，以更好地向直接制造最终功能零件发展。

1.3、行业政策

1.3.1、欧美等海外国家政策：重点发展金属增材和在航空航天的应用

欧美国家对 3D 打印行业的发展非常重视，从上世纪至现在政府均投入了较多的支持，金属 3D 打印和在航空航天领域的应用是重点对象。其中，美国的支持力度较大，率先将 3D 打印产业上升至国家战略发展高度，奥巴马政府和拜登政府相继实施了系列计划引领技术创新和产业化，并把航空航天、国防、医疗作为重点领域；欧盟及成员国注重发展金属 3D 打印技术，建立了多个3D打印项目和中心，产业发展和技术应用走在世界前列；日本则发表白皮书，全力振兴3D打印产业，并重点发展金属 3D 打印。

1.3.2、国内政策：将增材制造列入战略发展层面，PBF、DED工艺作为重要方向

我国增材制造技术于上世纪 90 年代初起步，得到了863 计划和973计划支持，后续为推动产业发展，国家先后颁布了一系列法规政策，将增材制造列入战略层面，并且将 SLM、SLS 等粉末床熔融工艺及 DED 工艺作为重点方向。经过多年发展目前我国总体科研和技术与世界先进水平接近，其中金属高性能增材制造技术处于世界先进水平。

2、行业产业链分析

增材制造经过几十年的发展已经形成了一条完整的产业链。上游为原材料及零件，包括 3D 打印原材料、核心硬件和软件等；中游以3D打印设备生产厂商为主，占据产业链的主导地位，据华经产业研究院数据，2021 年打印设备和服务在全球市场合计占比 80%，在中国市场合计占比76%；下游应用覆盖航空航天、汽车工业、船舶制造、电子工业、模具制造、医疗健康、文化创意和建筑等多个领域，其中航空航天和消费电子是重点市场。

2.1、行业上游：原材料及零件

2.1.1、原材料：金属粉末材料占比持续提升

3D 打印原材料是影响 3D 打印产品质量的重要因素之一，目前主要可分为金属材料、无机非金属材料、有机高分子材料以及生物材料等几类。其中，光敏树脂、高分子粉末、丝材和金属粉末应用最为广泛，据Wohlers Associates，2021年在全球市场中销售额占比分别为 25%、35%、20%和18%，且金属粉末的销售额和占比均呈现提升趋势，销售额由 2011 年的0.18 亿美元增长至2021年的4.73 亿美元，期间年复合增速达 39%，占比由2015 年的11%上升至2021年的18%；据中商产业研究院，在国内市场，应用较多的金属粉末有钛合金、铝合金和不锈钢，合计占比 39.3%，其中钛合金占比最高，达20.2%，其余应用较广的材料包括 PLA、树脂、尼龙、ABS 等有机高分子，合计占比46.5%。与其他材料相比，金属粉末材料在比强度、比刚度等力学性能上有显著优势，适用于先进制造业，尤其是航空航天、军工等领域，预计其未来销售额和占比将继续保持上升趋势，增长空间广阔。

2.1.2、振镜和激光器：价值量占成本40%

增材制造所使用的核心硬件包括振镜和激光器等，价值量占整个设备成本的40%。振镜和激光器是 3D 打印设备的核心硬件，价值量占比较高，据国际金属加工网和南极熊 3D 打印，激光器一般占整机设备（金属）成本的20%以上，激光器和振镜合计占据 40%左右的成本。1）激光器：激光是受激辐射产生的光，因方向性强、能量密度高等特点而具有高加工精度及速度优势；目前用于3D打印的主流激光器种类包括光纤激光器、固体激光器、半导体激光器和二氧化碳激光器，3D 打印机会根据成型材料的不同匹配不同的激光器。2）振镜系统：包括扫描振镜和振镜控制系统。扫描振镜是一种用于激光加工领域的矢量扫描器件，具有小惯量、高速扫描、精准定位和闭环反馈控制等特点；由光学扫描头、电子驱动放大器和光学反射镜片组成，靠两个振镜反射激光，形成XY平面的运动。振镜控制系统由振镜电机、激光反射镜片、控制驱动板组成；其将激光束入射到振镜，并通过计算机控制振镜的反射角度，实现激光束的偏转，使具有一定功率密度的激光聚焦点在打标材料上按所需的要求运动，从而在材料表面上留下永久的标记。

激光器和振镜系统较大程度依赖进口，具有国产替代空间。目前，这些核心硬件多数采购自美国、德国等，据华曙高科招股说明书，2021 年激光器和振镜平均进口比例分别为 86%和 100%，很大程度依赖进口；但随着国产振镜和激光器的研制成功及性能提升，已实现部分进口替代，其中激光器的国产化进程更快，而振镜控制系统中低端市场已基本实现国产化，在高端应用领域仍然由美国CTI、德国 Scanlab 和 Raylase 等国外企业占据，在高精度标刻、划线、钻孔领域，国产振镜与国外厂商仍有较大差距。 随着金属 3D 打印对效率要求的提高。多激光成为其实现高效率、大尺寸及批量制造的升级成型工艺，是粉末床激光成型工艺发展的新趋势。目前很多金属3D打印设备厂商已经开发出多激光器金属Systems、EOS 和铂力特等，以 Renishaw 的RenAM500Q系统为例，其配备了 4 个 500 W 激光器，制程速度是单激光系统的4 倍，且保持了较好的精度与质量。据 SLM Solutions 预测，未来多激光设备销量占比将持续提高。

2.2、行业中游：打印设备占据产业链主导地位，设备商逐步转型综合方案提供商

增材制造行业中游包括 3D 打印设备及设备技术服务，其中3D打印设备是中游、也是整个产业链的核心主体。参与主体包括增材制造设备制造商、增材制造服务提供商、各类代理商等。工业级打印设备得到推广，市场前景好，其中金属3D打印设备逐渐成为主流。 按应用领域，增材制造设备可分为桌面级打印机和工业级打印机。桌面级打印机主要客户是个人和家庭，应用在消费和教育行业居多，因此打印技术要求低于工业级，且价格也更便宜。近年来随着国外桌面级打印机相关专利保护到期，技术壁垒下降，国内桌面级打印机厂家数量迅速增长，新进企业增多，加大了国内桌面级增材制造市场的竞争程度，处于量大价低阶段。与桌面级打印机市场相比，工业级打印机技术壁垒高，资本投入大，一直以来发展较为缓慢，但当前工业级增材制造产业受到政府大力支持，应用场景不断拓展，整个市场呈现快速增长趋势：据 Wohlers Report 数据，2021 年全球工业级增材制造设备销售额为34.17亿美元，同比增长 13.40%；除 2020 年受疫情影响，设备销量下滑，其余年份增速均较快，2021 年全球设备共销售了 26,272 台，同比增长24.90%。工业级增材制造可广泛运用于传统产业转型升级和战略性新兴产业发展，随着增材制造技术的逐渐成熟和成本的不断降低，市场前景可观。

按适用原材料分类，可以分为金属 3D 打印和非金属3D 打印。据艾瑞咨询统计，截至 2022 年 10 月，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%，分别对应工业级和桌面级；金属3D 打印（SLM、部分 SLS、LENS、EBM）占整体比例约40%。从全球市场来看，得益于金属增材制造技术的成熟和设备的普及，近年来全球工业级金属增材制造设备稳步增长：根据 Wohlers Associates 统计数据显示，全球金属增材制造设备销售额呈上升趋势，2021 年达 12.34 亿美元，占全球工业级增材制造设备销售额的 36.11%，销量从 2017 年的 1768 台增长至2023 年的3793台，年复合增长率 13.57%。金属 3D 打印凭借优越的打印产品性能逐渐成为主流工艺，据铂力特 2023 年报，金属 3D 打印是目前增材制造技术和产业发展中最为迅速的，已广泛用于航空航天、生物医疗、工业模具和动力能源等相关领域，其未来应用场景有望继续深化，销量与份额继续提升，实现较高的增速。

3D 打印产业链整合加剧，设备商转变为综合方案提供商。3D打印的核心专利大多被设备厂商掌握，因此在整个产业链中占据主导地位，这些设备生产厂商大多亦提供打印服务业务；近年来，3D 打印行业整合加剧，通过并购3D打印软件公司、材料公司、服务提供商等，设备生产企业转变为综合方案提供商，加强了对产业链的整体掌控能力。

2.3、行业下游：涵盖航空航天、汽车、医疗及消费电子等领域

增材制造目前已被广泛应用于航空航天、汽车、医疗等领域，并逐渐应用于消费电子等新兴领域。目前3D打印技术在下游行业的应用方式主要分为直接制造、设计验证和原型制造。直接制造是指根据三维模型，直接用增材制造技术生产最终产品，具有产品定制性强与产品精度硬度高的特点，是未来增材制造技术的主要发展趋势。与传统制造相比，采用增材制造技术进行设计验证及原型制造，可节约时间与经济成本。从全球市场来看，根据Wohlers Report 2022，2021年增材制造主要应用于航空航天、医疗/牙科、汽车、消费及电子产品等领域，其中航空航天应用最多，占比 17%。据艾瑞咨询，从中国市场来看，主要应用领域包括工业器械、航空航天、汽车制造和消费电子等，其中航空航天是第二大市场，截至 2022 年 10 月占比为 19%；同时，我国3D 打印以工业级应用为主，据艾瑞咨询统计，工业级应用在整体应用领域中占比65%-70%，航空航天是工业级应用的主要市场，其在工业级应用中占比58%，消费级应用在整体应用领域中占比 30%-35%，主要包括教育科研、艺术模型制造和消费电子。

3、航空航天应用：3D 打印应用最深的领域

因增材制造更适用于轻量化、结构优质化和集成化要求的产业，且航空航天对3D 打印的需求弹性相对较小、功能敏感性高，是3D 打印需求最落地、应用最深入、需求最旺盛的领域，3D 打印未来渗透率有望继续提高并充分受益于航空航天市场规模的扩张，增量空间较大。

3.1、3D 打印在航空航天领域的应用价值：轻量化和一体化

3.1.1、应用优势：实现复杂结构件的轻量化及一体化制造

3D 打印可以实现复杂结构件的轻量化和一体化制造，在航空航天领域具有突出的优势和广阔的应用前景。航空航天产品一般批次数量小、尺寸大，产品的预留加工周期短，且对其质量性能要求高；火箭发动机系统的零件大多采用高温合金材料，机械加工难度大，加工周期长，同时其零件结构复杂，有大量的不规则曲面和内流道等，以上因素加大了发动机零件的制造难度，给发动机的制造过程带来了工艺复杂、工序长、周转次数多等一系列问题。传统工艺批量制造的成本和周期优势在航空航天领域体现不显著，而 3D 打印技术在几何设计和优化自由、功能和零件整合、材料利用率、定制和小批量生产，以及缩短制造周期方面具有显著优势，可以实现复杂结构件的轻量化和一体化制造，成为当今航空航天工业制造技术升级的利器。另一方面，航空航天产品对单个零件的价格并不敏感，重点关注零件的重量以及整体的成本和周期，而金属3D 打印的原材料和设备成本相对较高，在其他对价格敏感的领域应用受限，但在航空航天领域有先天的应用优势。

3.1.2、目前主流工艺是 SLM，适用材料为金属合金

目前在航空航天领域应用较多的 3D 打印技术是粉末床熔融成形（PBF）和定向能量沉积成形（DED），在工业生产中（如 NASA）占据主导地位，具体包括SLM 选区激光熔融、EBM 电子束选区熔化、LMD 激光金属沉积和WAAM电弧熔丝增材制造 4 类技术；其中，SLM 技术最为成熟，能够高效生产复杂结构件或拓扑形状的高致密零部件产品，应用的范围也最广。从工艺特性比较来说，SLM 技术能够生产高分辨率、高质量的零件，航天支架、异形管件等精度要求较高的零件大多采用这种技术生产，且生产出的零部件机械性能超过传统制造技术，缺点在于制作的零件残余应力高、缺陷多，需要进行后处理。DED技术不依赖粉末床，不受空间尺寸限制，因此可以制造较大尺寸的零部件；还可以对现有零部件进行修补，如涡轮叶片，缺点在于精度不高。

航空航天领域需要具有高韧性、耐热性和耐腐蚀性的高性能材料，以满足使用条件的要求，3D 打印用材料主要为金属基复合材料，据QYResearch报告，2024 年金属材料占航空航天 3D 打印全球市场89.09%的份额。适用于3D打印的特殊材料有铝合金、不锈钢、钛合金、镍基和铁基超合金、铜合金、钴合金、耐高温合金及其他金属材料；其中大部分 3D 打印原料以合金粉末或丝、线材的形式使用。在航天领域中，如火箭发动机，由多种型号的零部件组成，不同零部件需要结合材料的力学性能来满足特殊使用环境，因此材料的选择至关重要。

3.2、3D 打印应用的实际案例

航空航天领域，3D 打印技术在国内外已有较多的应用，包括火箭发动机、飞机发动机零部件的制造等，实现产品轻量化的同时大幅缩短了生产周期、降低了生产成本。

3.2.1、火箭发动机：应用 3D 打印技术最多的零件

Orbex 公司采用 SLM 技术打印一体化推力室。Orbex（英国航天公司）2019年与 SLM Solutions 合作，采用 SLM 技术打印了一台镍基高温合金火箭发动机，结构优化调整后重量减轻了 30%，效率比同类发动机提高了20%；同时与传统数控加工技术相比，节省了 90%的周转时间和50%的加工费。该发动机采用SLM Solutions 的 SLM 800 设备打印，打印机的尺寸为260mm×500mm×800mm。此外，Orbex 公司为实现快速打印火箭发动机，与EOS旗下的AMCM公司合作，建造了当时欧洲最大的工业 3D 打印机，预计该打印机每年可以打印超过 35 个大型火箭发动机和主级涡轮泵系统。Launcher 公司利用 3D 打印技术不断升级火箭发动机的性能，打印液氧涡轮泵和燃烧室等产品。该公司是美国小型火箭初创公司，成立于2017年，2019年开始研发 3D 打印 E-2 发动机零部件。E-2 是一款封闭式循环的高性能3D打印火箭发动机，其中主要的液氧涡轮泵、燃烧室等产品陆续由3D打印技术制造，其中燃烧室由 AMCM 公司制造的 M4K 设备打印，选用铜合金材料，集成复杂冷却流道结构，提高了发动机的冷却效率。该款发动机于2022 年4月在NASA的斯坦尼斯航天中心试车成功。此外，Launcher 公司2021 年4月购买了一台Velo3D 的蓝宝石打印机打印镍基高温合金材料；同年9 月，又购买了一台同品牌打印机打印火箭的钛合金零件。

Relativity Space 公司采用 SLM 和 WAAM 技术制造火箭发动机、贮箱等零件。Relativity Space 是美国一家液体火箭公司，是第一家应用3D打印技术整体打印火箭的公司。通过采用 3D 打印技术，大幅简化了产品的供应链，火箭的零件数量由十万多个减少到低于 1000 个；制造周期由24 个月缩短为2个月；迭代周期由 48 个月减少到 6 个月。其中发动机 AEON 1、AEONR和AEONVAC都由 3D 打印制造，通过减少燃烧室、点火器、涡轮泵、反应控制推进器和输送增压系统零部件的数量，提高发动机的可靠性。

SpaceX 目标是将 3D 打印技术用于星舰尽可能多的部件，包括发动机和机身，并已经打印了广泛的部件，如燃烧室和喷嘴延伸件等。1）SpaceX于2014年推出了 Falcon 9 火箭，其氧化剂阀体主体由 3D 打印制造，与传统的铸造零件相比，3D 打印制造的火箭氧化剂阀体具有卓越的强度、延展性和抗断裂性，并且材料特性的可变性较低，且与以月为单位的典型铸造周期相比，该阀体的3D打印时间不到两天；2）2019 年，SpaceX 推出的Starship 的Raptor 发动机包括许多 3D 打印零件，如推进剂阀体、涡轮泵零件和喷射器系统的零件，采用了粉末床激光熔融和和电子束熔融技术；3）2020 年，二代Dragon载人飞船装有8 台 SuperDraco 发动机，是全球首款投入使用的3D 打印飞船引擎，多处关键零部件（火箭发动机室、主氧化剂阀阀体、冷却通道、喷油头和节流系统等）是使用 EOS 的直接金属激光烧结技术（DMLS）制造的，使用Inconel 系列镍基高温合金打印完成，具有高强度和高强韧性；4）2024 年8 月，首台三代猛禽（Raptor 3，海平面版本）火箭发动机出厂，相较之于前代的Raptor 2，先进金属 3D 打印工艺的使用使得 Raptor 3 减重 7%，推力高出了21%，更是比初代Raptor 提高了 51%，且设计得到优化、外观更加简洁。

国内企业江苏深蓝航天是国内早期将 3D 打印技术作为发动机生产工艺的火箭研制公司，85%以上的发动机零件由 3D 打印制造。1）雷霆-5、雷霆-20A发动机：2021 年，深蓝航天成功实现中国首例液氧煤油火箭垂直回收试验“蚱蜢跳”，10 月再次成功实现中国首例液氧煤油火箭百米级垂直回收试验，两次试验所使用的发动机均使用 3D 打印制造；其中雷霆-5 发动机全机85%重量的零件都由3D 打印技术制作，雷霆-20A 收扩段采用了国产3D 打印设备。深蓝航天采用3D 打印制造涡轮泵离心轮、涡轮盘等产品，实现了尺寸和性能一致性好、整体生产效率高、综合总成本低的优势，并提高了产品的集成化，将原来需要多个机加工零件焊接而成的点火器浓缩为一个，且缩短了打印周期，仅需一周左右。2）雷霆-R1 发动机：2022 年 6 月底，深蓝航天 20 吨级液氧煤油发动机“雷霆-R1”试车圆满成功，采用华曙高科大尺寸金属增材制造解决方案FS621M，发动机中80%以上零部件采用增材制造工艺生产，包括大尺寸喷管。

国内企业星河动力利用 3D 打印技术制造了涡轮泵和液氧煤油主阀壳体等多款发动机零件。1）“智神星一号”苍穹发动机：涡轮泵3D 打印件重量占比约65%，发生器 3D 打印件重量占比约 75%，主管路 90%为3D 打印件，推力室3D打印部分占比约 30%，阀门壳体类零件约 90%均为3D 打印制造，涡轮泵和液氧煤油主阀壳体等多款发动机零件由飞而康科技采用华曙高科金属3D打印解决方案生产，其中涡轮泵的泵轮与蜗壳在设计时，3D 打印方案较传统方案效率提高约5%，涡轮盘也同样采取了机加成型与 3D 打印成型两种方案，机加成型需要20～25 天，3D 打印仅需要 3～4 天，缩短 80%制造周期，降低了生产成本。2）“谷神星一号”四级——“边界”轨姿控动力系统：集合环以及经进一步改进后的多机集合块使用了 3D 打印技术，简化了管路接口，优化了机加过程。未来，在“苍穹”液氧/煤油火箭发动机、“边界”轨姿控等复杂系统中，星河动力将更多的采用 3D 打印技术。

除此之外，蓝箭空间科技股份有限公司为“朱雀二号”配备了二级游机天鹊10t 级液氧甲烷发动机，其燃气发生器身部和燃烧室均由3D 打印制造。

3.2.2、飞机发动机：GE 利用 3D 打印技术实现部分零部件减重25%、降本 30%

GE 航空建立了第一个增材制造技术工业化航空航天供应链。据3D打印技术参考，今年 3 月，GE 公司宣布今年计划向其全球制造工厂和供应链投资超过6.5亿美元用于提高其生产能力，满足商业和国防客户不断增长的需求。在计划中特别提及到，部分投资将用于增加增材制造机器和工具，以提高军用旋翼机发动机部件以及窄体和宽体商用飞机发动机的产量。GE 多年来持续推动3D打印技术在航空发动机中的应用，实现了燃油喷嘴、热交换器、涡轮叶片等一系列产品的大规模制造和应用，用于 LEAP、GE9X、GENX 发动机的安装，适用于中国C919、客 A320neo、波音 737 MAX 等机型。其中，GE 公司3D打印生产的LEAP 发动机燃油喷嘴将零件数量由 20 个降至1 个，实现了一体化制造，同时减重 25%、降本 30%，相较于传统制造有显著优势；GE9X包含增材制造的零件 304 个，首次将多种材料和打印工艺投入到单一航空发动机的生产中。目前国产大飞机 C919 使用的就是 LEAP-1C 型发动机，且未来还有一套备选方案即正在研制的国产 CJ-1000AX 发动机，同样也采用了3D打印燃烧室燃油喷嘴等多项试制关键技术。

3.2.3、其他应用：飞机起落架、火箭、卫星等

1）飞机起落架：法国赛峰集团和 SLM Solutions 合作为商务喷气式飞机3D打印前起落架组件，尺寸达 455 mm×295mm×805mm，采用3D打印技术制造，通过一体化重新设计，重量减少了大约 15%；今年3 月，国内企业武汉天昱制造出 3D 打印的飞机起落架主体，其只需用到传统制造工艺10%的材料。2）飞机其他零部件：波音公司利用 3D 打印技术打印制造了300多种不同的飞机零部件，其中包括形状复杂的冷气流道，且通过直接能量沉积技术3D打印的钛合金结构件获得 FAA 认证；空客公司通过联合3D 打印巨头Stratasys，采用FDM 打印技术和 ULTEM 材料成功制造 1000 多个零件，并且将客舱行李架应用在 A380 等客机上；C919 飞机不仅发动机应用了3D 打印，其中央翼缘条、舱门复杂件、机头主风挡窗框等部件也应用了 3D 打印技术。3）火箭其他零部件：SpaceX 利用 3D 打印技术除了制造火箭发动机零件外，还制造了多种火箭配件，如燃料系统组件、隔热罩、用于控制推进剂流量和其他流体的阀门和配件、用于在发射期间保护卫星和其他有效载荷的整流罩组件以及火箭飞行姿态控制装置栅格舵；此外北京星际荣耀公司也利用3D打印制造了栅格舵。 4）无人机制造：英国南安普顿大学工程师在 2011 年利用3D打印技术制造出整个无人机，其标志着无人机制造进入 3D 打印时代。

3.3、市场格局及规模

3.3.1、全球航空航天 3D 打印市场格局：CR5 约57%，欧美企业主导

全球航空航天 3D 打印市场格局较为集中，2023 年前五大厂商市占率约57%，主要为欧美企业。据 QYResearch 报告，目前全球范围内，航空航天3D打印主要生产商包括 3D Systems、GE、Stratasys、Desktop Metal、EOS、Renishaw、SLM Solutions、TRUMPF、BLT（铂力特）、Velo3D 等，其中2023年前五大厂商占有 57.11%的市场份额。分地区看，全球核心厂商主要分布在北美、欧洲和中国等。

3.3.2、市场规模测算：火箭发动机和飞机发动机每年对打印设备需求量超百台

1、SpaceX 火箭发动机每年对 3D 打印设备的需求

根据公式：发动机年需求量×发动机单位质量×发动机3D打印质量占比×冗余系数=3D 打印机年需求量×3D 打印机打印效率×设备单台工时，及需求测算表11，我们预估 SpaceX 火箭发动机每年对 3D 打印设备的需求量在140-350台，每年需求的价值量约 1.12-2.80 亿美元，折算成人民币约8-20 亿元（按2024年 10 月 16 日汇率折算）。同时据 3D 打印技术参考，除发动机部件外SpaceX还利用 3D 打印技术制造了燃料系统组件、隔热罩、阀门和配件、有效载荷整流罩、栅格舵等火箭其他零件，也为 3D 打印行业提供了较多的市场需求。

2、中国 C919 LEAP-1C 发动机对 3D 打印设备的需求

据测算表 12，我们预测 C919 发动机 3D 打印设备总需求量约1080台，总需求价值量约 34.58 亿元，交付时间 7 年（2024-2031 年），C919 发动机3D打印设备年需求量约 155 台，年价值量约 4.94 亿元。除发动机外，C919飞机的中央翼缘条、舱门复杂件、机头主风挡窗框也使用了3D 打印技术制造，随着C919的量产，3D 打印技术在其零件制造上的应用将更加深化，3D打印市场规模有望得到较大增长。

4、民用市场的新未来：消费电子

3D 打印技术在消费电子领域的发展自 2023 年开始引发关注，相关应用包括手机等电子产品以及智能或机械手表等可穿戴设备，3D 打印技术的应用市场正在不断下沉。随着苹果开始使用这项技术，国内方面无论是电子产品的开发商，还是金属 3D 打印设备商，都在努力争夺“新的民用未来市场”，手机等3C产品的制造转型将为 3D 打印市场打开新的应用场景和增长曲线。

4.1、“钛合金+3D 打印”优势突出，应用方兴未艾

4.1.1、钛合金具有高机械强度、高强度重量比、耐腐蚀性等优势

钛合金材料正凭借其优越的性能，成为 3C 消费终端材料的新选择。钛是增材制造中最常用的金属之一，广泛应用于航空航天、关节置换和手术工具、赛车和自行车车架、电子产品和其他高性能产品。钛和钛基合金具有高机械强度、高比强度、轻量化、弹性模量大以及优于不锈钢的耐腐蚀性等优势，火箭和飞机使用这种材料可以减重，并节省燃料、增加有效载荷能力；消费电子产品则可以更好地实现轻薄化和耐久性，因此目前荣耀、苹果、小米等3C 企业均逐渐开始使用钛合金的零部件。

4.1.2、3D 打印可以解决钛合金技术的量产痛点和成型问题

钛合金材料轻盈坚固，相较于其他材质在重量、强度和耐疲劳度等方面性能优越，但传统减材制造工艺 CNC（数控机床加工）加工钛合金痛点在于刀具损耗大、成本高且良品率低，根据艾邦高分子，传统 CNC 加工钛合金良率仅30%-40%。据南极熊 3D 打印，小米 14 Ultra 钛金属版是在注射成型烧结体的基础上经过了CNC 二次加工，使用定制刀具，良率仅 50%，成本较高：注射成型（MIM）工艺基于模具的一体化成形节省了因减材加工带来的大量材料浪费，但由于烧结流程会使得坯体的尺寸精度偏差大、表面粗糙度变差，MIM部件仍需进行二次CNC加工；而细粉生产成本高、喂料需混炼、二次CNC 加工等流程同样会导致成本增高。据南极熊 3D 打印，目前钛合金轴盖的材料成本约30 元，而加工成本高达 10 倍，因此一直以来没有在 3C 领域得到大规模推广，各大手机厂商也一直在寻找更低成本的生产模式。而金属 3D 打印技术的成熟能够很好地解决钛合金目前的量产痛点及材料成型问题，避免了刀具切削环节，提高了良品率，可研发出相对坚固、延展性好、易于打印的高性能钛合金；且激光器和金属粉末的降价，使得 3D 打印钛合金成本逐渐与 CNC 加工平价——根据Counterpoint，Apple Watchseries6 表壳的机加成本约为 132 元，3D 打印的Ultra钛合金成本约为 109 元，成本端具备竞争优势。

4.1.3、综合优势减轻减薄，钛合金3D 打印成本逐渐下降

3D 打印钛合金工艺有助于手机实现减轻减薄。据华为和荣耀官网披露的手机参数，运用3D打印技术之前最轻薄的折叠屏手机华为MateX3的厚度为11.08mm、重量在239-242.5g，而应用3D打印技术的荣耀Magic V2厚度仅为9.9-10.1mm，在产品轻量化上实现了突破；今年 7 月最新发布的Magic Vs3 折叠屏手机，继续采用了 3D 打印的鲁班钛金铰链，最小厚度仅为9.8mm、最轻重量只有229g。在 3D 打印的加持下，折叠屏手机的厚度和重量在不断下降，并且钛合金铰链也有助于减轻折痕，未来折叠屏手机高端市场将会进一步发展，更大程度上实现减轻减薄。

3D 打印原材料和上游设备成本逐渐下降是其在消费电子领域大规模应用的重要驱动因素。一方面，从原材料价格来看，据铂力特公司公告，随着3D打印技术的成熟，金属 3D 打印粉末市场供应量不断增长，其价格逐年下降，铂力特自制金属 3D 打印粉末平均售价由 2020 年的 144.48 万元/吨下降至2022年的78.19万元/吨，且根据铂力特公司预测，粉末单价未来将持续下降趋势，到2027年有望下降至 60 万元/吨左右。另一方面，从激光器及振镜系统等上游设备来看，我国激光器国产替代进程持续推进，激光器产品价格下降趋势明显，据锐科激光公司数据，其产品单价从 2017 年的 5.22 万元/台下降至2023 年的2.31万元/台；振镜系统产品价格也逐渐降低，据中经产业信息研究网，我国激光振镜产品平均价格已由 2017 年的 2225.7 元/套下降至 2021 年的2139.4 元/套，据金橙子公司披露的信息，其高密度振镜产品价格 2023 年同比下降34.6%。过去3D打印的痛点在于无法大规模量产，当前消费电子折叠屏+钛合金趋势可以有效释放3D打印市场空间。未来，随着 3D 打印技术在消费电子钛合金领域的量产规模化、良品率进一步提高，带来边际成本下降，以及3D 打印本身成本的降低，生产成本逐渐可控，钛合金 3D 打印技术有望引领消费电子新革命。

4.2、3D 打印钛工艺：主流路线SLM和EBM

有多种金属 3D 打印技术可用于加工钛基合金，最常用的是使用钛粉的粉末床熔融工艺（选区激光熔融 SLM 和电子束熔化 EBM）。据Ampower 报告，大多数钛增材制造零件都是采用粉末床技术制造的。其中，SLM利用高功率激光器，根据要加工的钛基合金特性，优化和调整加工参数，以控制孔隙率、微观结构和最终材料特性；EBM 使用更高功率的电子束，电子束的高工艺温度导致单层冷却速度较慢，因此与 SLM 相比，微观结构更粗糙。其他适合钛的增材制造方法包括直接能量沉积（DED）、快速等离子体沉积（RPD）和粘合剂喷射。

4.3、应用案例：手机中框、手机折叠屏铰链等

钛合金材料在消费电子领域应用逐渐普及，苹果、荣耀等产品开始使用钛合金3D 打印技术。2023 年 7 月，华为荣耀 MagicV2 折叠屏手机铰链宣布使用钛合金 3D 打印技术制造，首次实现 3D 打印在消费电子领域的规模化应用。据彭博社，Apple Watch Series9 的表壳采用不锈钢粘结剂喷射（Binder Jetting）金属3D 打印；Apple Watch Ultra 的数字表冠、侧按钮和一些其他操作按钮使用钛合金粉末床激光熔融（SLM）金属 3D 打印生产。2023 年9 月，苹果发布了全新的 iPhone 15Pro 手机和 Apple Watch Ultra2 手表，二者的边框均使用到了钛合金材料；同年 10 月，小米发布小米 14 系列手机，其中小米14Pro提供了钛金属特别版。在以上使用了钛材的 3C 产品中，荣耀折叠屏轴盖和AppleWatchUltra2 表壳均为单一钛合金材质，而苹果和小米手机则使用了钛铝复合材料，即内部底板为铝、外部边框为钛，其中苹果手机使用了钛合金，小米手机使用了99%纯钛。在苹果、华为等头部厂家的示范效应下，未来钛合金3D打印技术在消费电子领域渗透率有望提高，钛合金在 3C 行业中的应用已形成趋势。

4.4、市场规模：折叠屏铰链、手机中框打造百亿级市场

4.4.1、手机折叠屏铰链

1、钛合金铰链轴盖成本预估 250 元：据财联社，现阶段钛合金轴盖的材料成本约为 30 元，加工成本在 200-300 元之间，因此假设钛合金铰链轴盖总体成本（材料+加工）为 250 元。 2、全球折叠屏手机销量及渗透率：根据 IDC，全球折叠屏手机2023年销量1810万台，2024 年预计为 2500 万台，至 2028 年4570 万台，折叠屏手机渗透率达3.45%，2023-2028 年期间 CAGR 为 20.3%；智能手机2023-2028年期间CAGR为 2.3%。 3、中国折叠屏手机销量及渗透率：根据IDC，中国折叠屏手机2023年销量700.7万台，预测中国市场整体增速高于全球，我们假设2023-2028 年期间CAGR为25%；智能手机市场受疫情影响，2022、2023 两年销量同比下滑，据IDC预测2024 年开始会逐渐复苏，我们假设增长恢复后增速为1.5%，到2028年中国折叠屏市场销量将达 2138 万台，渗透率约 7.0%。4、假设 2023-2028 年期间 3D 打印在折叠屏市场渗透率由5%提高至40%-50%，成本由 250 元逐渐下降至 200 元，得到下表测算结果；可以看到当2028年3D打印钛合金铰链渗透率上升至 40%-50%区间，折叠屏手机钛合金铰链轴盖3D打印全球市场空间将达到 36.6-45.7 亿元，中国市场空间将达到17.1-21.4亿元。

4.4.2、手机中框

钛合金 3D 打印市场空间=钛合金粉末市场空间+3D 打印设备市场空间

1、手机中框的重量：首先估算手机中框的体积，以苹果手机iPhone15和小米手机 Xiaomi 14 Pro 为例，一般手机厚度在 8-9mm，中框厚度假设为2mm，iPhone 15手机中框的体积为6.71cm3，Xiaomi 14 Pro手机中框体积为7.90cm3；钛合金密度取 4.51g/cm3，计算得出 iPhone 15 手机中框重量30.28g，Xiaomi 14Pro 手机中框重量 35.64g，预估智能手机钛合金中框重量在30-35g之间，因此我们假设钛合金手机中框重量为 34g。2、手机中框生产需要的钛合金粉末：据艾邦智造，钛合金手机中框整体良率约为 30%-40%，随着后续 3D 打印技术的日益成熟，良品率有望得到提升，因此我们预计良率为 50%，得到生产一个手机中框需要34g/50%=68g钛合金粉末。3、钛合金粉末成本：据阿里巴巴平台数据，目前钛合金粉末价格在800-900元/KG 之间，我们取中值，假设钛合金 3D 打印粉末价格为850 元/kg，钛合金粉末成本为 68*850/1000=57.8 元。 4、3D 打印设备效率：据我们统计的铂力特和华曙高科公众号披露的设备打印效率信息，打印钛合金零部件时单个激光打印效率为20-240g/h，我们取中值120g/h，并假设激光数量为 2 个；由于消费电子领域打印机部件多为小尺寸，因此设备每年工时参考铂力特定增说明书中披露的其他设备每年运行时长4050小时；推算得到双激光设备每年打印钛合金手机中框个数为28588个，同时我们假设未来几年打印效率会逐渐提高，见表 18 打印效率列。5、3D 打印设备单价：参考华曙高科 2023 年年报数据，假设2023年设备单价为 314 万元，由于市场成熟，我们假设未来几年设备价格会下降。6、手机中框 3D 打印市场空间：我们假设 2023-2028 年手机中框3D打印渗透率由 5%提高至 40%-50%区间，利用上述参数并结合智能手机出货量，我们可以分别推算出钛合金 3D 打印设备和钛合金 3D 打印粉末的市场空间，可以看到至 2028 年，随着 3D 打印渗透率达到 40%-50%，全球3D打印产业总市场规模预计约 756-945 亿元，中国 3D 打印产业总市场规模约174-217 亿元。

5、汽车及人形机器人应用

5.1、汽车：缩短研发周期、助力降本增效

5.1.1、主要应用方向：前端研发

目前 3D 打印技术在汽车设计领域应用较多，可以提高设计质量、拓宽设计空间。3D 打印虽然不能大批量、低成本、高效率的制作出类似汽车三大件的核心零部件，但可以为汽车产品设计的创意性、精细化发展提供技术支撑，主要应用于汽车零部件的原型制造、轻量化复杂最终用途部件以及工装夹具，为整车生产链条锦上添花。3D 打印技术不断融入汽车的生产制造过程，宝马、大众、福特、本田等车企都在各自的设计中心探索着3D打印对汽车生产制造带来的更多可能性。相比于传统造车过程，3D 打印技术可以为车企节省更多的成本，缩短研发到上市的时间；同时，3D 打印机可以 24 小时全天候工作，减少人力成本，并可以通过接收到的数据进行逆向生产，让整个汽车制造过程变得更加灵活多变，使汽车制造业变得更加高效。

5.1.2、3D 打印有望改变传统电动汽车制造方式

特斯拉 3D 打印砂型模具，助力一体化压铸降本增效。据南极熊3D打印，2023年 9 月，特斯拉在一体化压铸上取得技术突破，可将电动汽车几乎所有复杂车身底部零件压铸成一个整体。传统的金属模具改造既昂贵又耗时：比如仪表板模具的成本在 10 万-15 万美元，保险杠模具的成本在5 万-10 万美元，发动机部件模具的起价约为 2 万美元，最高可达 8 万美元以上；此外，这些模具设计一次调整可能花费高达 10 万美元，从头开始创建一个全新的模具成本可能飙升至150万美元，特别是对于汽车底部等大型复杂结构。因此需要详细的设计工作、专门的机械和劳动力、满足质量和安全标准的严格测试以及铸造所需的耐用材料的成本。相比之下，3D 打印砂模既可以节约成本又可以缩短验证周期：工程师可以使用数字设计文件和 3D 打印机轻松修改设计，并且可以在数小时内以较低的成本打印出新的砂模，砂型铸造的设计验证过程成本是现有方案中最低的，仅为金属原型的 3%，并将设计验证周期从长达一年缩短至两到三个月，实现更快速的创新和调整。3D 打印砂模与一体化压铸技术的结合将令特斯拉生产成本减半，或改变传统的电动汽车制造方式。 意大利 XEV 是一家“互联网+工业 4.0+智能电动汽车”的新兴造车公司，团队来自宝马、大众等知名车企，其创新型汽车工厂的核心为智能增材生产解决方案，通过多台汽车级智能 3D 打印机的配合，达到环保高效以及低成本的汽车3D打印生产线。XEV 创新型汽车工厂相比传统的汽车生产线，可将成本和新车研发时间减少多达 90%。EV 的产品 YOYO 全身采用3D 打印技术制造，尽管只是首批试制车，YOYO 目前已获得多项认证，是全球首台量产化3D打印新能源汽车；3D 打印的复杂结构可提升其零件的强度，同时也提升了整车的安全性和可靠性。

5.1.3、宝马、大众等车企也逐渐启用3D 打印技术

大众：2019 年开始使用惠普金属 3D 打印技术进行大规模定制和装饰部件的制造，目标是每年制造 5-10 万个足球大小尺寸的零件，包括变速杆和后视镜支架等。大众成立了加州创新与工程中心（IECC），推出了一款集成3D打印的独特概念车，并宣布与 GKN、惠普一同在 HP Metal Jet 上生产了10000个金属零件。为了利用粘结剂喷射的优势，大众正在扩大与惠普的合作伙伴关系，以布局更多产能，并引入西门子为该技术提供专门的软件。截至2022 年，使用粘结剂喷射制造的第一批汽车零部件已送往大众的奥斯纳布吕克工厂进行认证；该零件用于大众 T-Roc 敞篷车的 A 柱，其重量是由钢板制成的传统部件的一半。福特：2021 年开始计划在规模化汽车制造中采用3D 打印技术，正在开发的3D打印零部件将用于福特“非常受欢迎的车型”的全面生产。针对3D打印下一代电动机，福特还与蒂森克虏伯、亚琛工业大学组成联盟展开研究，以开发下一代电动汽车灵活、可持续的生产工艺：通过 3D 打印电动机铜线圈绕组，改变电动机线圈设计思路，传统工艺的铜丝或者铜片在狭小的电动机定子、转子空间内很难展现最优设计，而 3D 打印将带来一定的改变。

宝马：2019 年，启动 IDAM 联合项目，旨在推动“汽车领域增材制造技术的工业化和数字化”。IDAM 目标是建立两条试验线，一条在GKN的波恩工厂，另一条在宝马集团的慕尼黑工厂；具体目标是每年采用3D打印技术制造至少50000 个批量生产的零部件和 10000 多个备品备件。IDAM试生产线包含一个开放式体系结构，可适用于任何 LPBF 系统。2020 年，宝马投资1500万欧元的慕尼黑 3D 打印工厂正式启动，在德国 IDAM 计划支持下，该3D打印工厂还建设了模块化和几乎完全自动化的 3D 打印生产线，涵盖了从数字化设计到零部件3D 打印制造再到后处理的全过程。通过综合考虑融入汽车生产线的要求，项目合作伙伴计划将流程链中的手工部分从目前的约35%减少为不到5%；同时3D打印金属零部件的单位成本应该减半。

使用 3D 打印技术有助于车企节约成本和时间，3D 打印在汽车行业的应用场景未来有望继续突破。在竞争激烈的汽车制造行业，越来越多的制造商采用3D打印技术在大批量生产前低成本的测试产品和制造定制化的配件。虽然现阶段主流的3D打印技术只停留在前端研发和样品生产阶段，尚不能进入大规模生产环节，但仅在样品试制阶段，就已经为企业节省了不少成本及时间。我们预计未来3D打印有望给汽车行业带来较大突破，类似 YOYO 这种量产型3D打印新能源车逐渐成为可能，在前端研发环节进一步渗透的同时，向终端生产环节延伸。

5.2、人形机器人：3D 打印助力人形机器人实现灵活运动

至 2020 年，波士顿动力的 Atlas 人形机器人经过了11 年的发展史，它集成了世界上最先进的技术，可以实现高度多样化和灵活的运动。在所有先进技术中，3D 打印为 Atlas 的零件赋予了跳跃和翻腾所需的最佳强度/重量比。在Atlas机器人制造中 3D 打印技术不仅可以定制非标部件伺服阀，还可以优化腿部结构设计、减轻机器人肢体惯性，并打印液压动力单元（HPU）实现更高效率。

除 Atlas 外，3D 打印在其他人形机器人上也实现了较多应用。InMoov是第一个开源的 3D 打印手部假肢，现在是一款真人大小的3D 打印机器人；意大利公司 Youbionic 为 Boston Dynamic 的另一款机器狗SpotMini 搭载了一双3D打印仿生手臂；法国公司 Pollen Robotics 于 2019 年推出了高度互动的人工智能机器人 Reachy；英国公司 Engineered Arts 打造的Ameca 某些部分（例如牙齿和牙龈）使用 3D 打印制成等。

传统的机器人设计受限于加工工艺，很难实现结构件的一体化制造，导致机器人笨重低效；而 3D 打印可以打破设计约束，将传统需要组装的多个零件"打印"成一个整体结构，不仅减轻了重量，提高了强度，还能实现更加复杂、灵巧的设计。随着 3D 打印材料与工艺的不断进步，未来 3D 打印在人形机器人领域的应用将会不断深化，帮助其实现更优异的性能。

6、行业规模、格局及增长空间

6.1、行业规模

6.1.1、3D 打印行业目前处于成长上升期

3D 打印产业目前处于成长上升期。据 HUBS 发布的《3D PrintingTrendReport2022》，21 世纪以来 3D 产业发展经历三个阶段：1）2005 年-2013年，3D打印初步形成商业模式，桌面 3D 打印、消费级打印服务快速发展；2）2013年-2021年，渗透率缓慢提升，金属 3D 打印、塑料 3D 打印进入工业生产；3）2023年以后 3D 打印首次大规模进入 3C 消费电子行业。经过30 多年的发展，增材制造产业正从起步期迈入成长期，渗透率呈现快速增长趋势。

6.1.2、2013-2023 年行业规模以 21%复合增速增长，2023年全球销售额达 200 亿美元

全球增材制造市场规模不断增长，2013-2023 年期间复合增速超20%。根据Wohlers Associates 统计数据显示，全球增材制造产业产值（包括产品和服务）持续上升，2010 年以来，除 2020 年受疫情影响增速有所放缓，其余年份均保持较高的增长，增速在 10%以上，2013-2023 年十年期间CAGR达20.8%，实现翻倍式增长。2023 年，全球增材制造行业首次突破200 亿美元大关，销售额达到 200.35 亿美元，同比增长 11.1%；其中金属增材制造市场同比实现了24.4%的增长，共出货约 3793 套金属增材制造系统，2022年出货量为3049套。

2015-2020年我国增材制造市场以30%左右增速保持高速增长，预计2021-2025年增速约 25%。中国增材制造行业相对欧美国家起步较晚，在经历了初期产业链分离、原材料不成熟、技术标准不统一与不完善及成本昂贵等问题后，目前已日趋成熟，且我国高度重视增材制造产业发展，近年来3D打印应用程度不断深化，我国增材制造市场呈现快速增长趋势。据中国增材制造产业联盟统计，在2015-2017 年三年期间，我国增材制造产业规模年均增速超过30%；据前瞻产业研究院数据，2017-2020 年，中国 3D 打印产业规模逐年增长，年复合增速29.4%，显著高于同期全球平均增速 20.3%，2020 年中国3D打印产业规模为208 亿元，同比增长 32.1%。根据前瞻产业研究院预测，到2025年我国3D打印市场规模将超过 630 亿元，2021-2025 年复合年均增速接近25%。

6.2、行业格局

6.2.1、国家层面：欧美领先、亚洲追赶，美国和中国位列前二

全球增材制造装备装机量欧美地区处于领先地位，亚洲国家逐渐追赶，美国和中国装机量份额排名前二。据铂力特公告，截至2023 年9 月，全球3D打印市场主要集中在北美、欧洲和亚太地区三个地区，三个地区的3D设备累计装机量合计占全球的 95%，其中约 35%在北美（美国为主），欧洲和亚太地区各占30%左右。分具体国家看，美国、中国、日本和德国四个国家累计装机量排名前列，其中美国占比 33.0%，处于领先地位，中国（大陆和台湾）占比11.5%，位列第二。从企业数量来看，3D 打印企业集中在美国、德国及中国：据华曙高科招股书，2021 年美国 3D 打印制造商数量 59 家排名第一，德国制造商数量38家排名第二，中国制造商数量 37 家排名第三。

6.2.2、企业层面：格局相对分散，竞争较为激烈

增材制造行业经过 30 余年的发展，技术不断创新，规模稳步增长，技术体系和产业链条不断完善，目前已建立起较为稳定的增材制造产业生态体系和行业竞争格局，呈现出行业整体高速增长，由几家巨头主导，其他设备制造商后起追赶的发展态势。国际市场，EOS、SLM Solutions 和3D Systems 等公司起步较早，占据领先地位，随着 GE、HP 等的快速发展，逐步取得较高市场份额。国内市场上，主流设备品牌包括联泰、Stratasys、EOS、GE、3DSystems、华曙、铂力特和惠普等；据中商产业研究院数据显示，截至2023 年3月，联泰在3D 打印行业中市场占比最大达 16.4%，其次为Stratasys 和EOS，分别占比14.8%和 13.1%。目前行业内头部企业主要工艺为SLS、SLM，且多为解决方案的提供商，业务涵盖 3D 打印产业链的上中下游，提供打印设备、材料及服务的全流程解决方案；头部企业如 3D Systems、EOS、SLMSolutions等应用领域多为航空航天、汽车等工业制造和医疗两大领域，Desktop Metal、先临三维、纵维立方等企业则以消费级 3D 打印设备及服务为主。

6.3、增长空间：收入规模有望实现翻倍式增长

经过 30 多年发展，增材制造产业正从起步期迈入成长期，近年来呈现快速增长趋势，至 2023 年全球增材制造行业销售额达到200.35 亿美元；根据Wohlers预测，到 2025 年全球增材制造收入规模将较 2020 年将增长2 倍，达到298亿美元，到 2030 年将增长 5.6 倍，达到 853 亿美元。分市场来看，（1）航空航天市场：根据 QYResearch 最新调研报告，预计至2030 年全球航空航天 3D 打印市场规模将达到24.88 亿美元（按2024年10月10 日汇率折算约 175.9 亿人民币），2024-2030 年复合增长率CAGR为15.35%；（2）消费电子市场：根据前文测算，随着 3D 打印在消费电子领域渗透率的提高，折叠屏手机铰链和手机中框 3D 打印市场空间广阔，至2028年3D打印在消费电子领域渗透率达 40%-50%时，上述两大领域全球3D打印市场总规模预计将达 792.2-990.2 亿元，中国 3D 打印市场规模将达190.8-238.5亿元；（3）汽车和医疗市场：根据《Global Additive Manufacturing Market, Forecastto2025》报告显示，从 2015 年到 2025 年，全球汽车行业、垂直医疗设备的3D打印收入将分别以 34%和 23%的复合增速增长，假设2020 到2029 年全球汽车行业、垂直医疗设备的 3D 打印收入仍保持同样的增长速度，预计未来十年全球汽车行业、垂直医疗设备的 3D 打印市场价值将分别到达991.75 亿美元（按2024年10 月 10 日汇率折算约 7011.7 亿人民币）和 480.22 亿美元（按2024年10月10 日汇率折算约 3395.2 亿人民币），年均 99.18 亿美元和48.02亿美元。

7、海外公司巡礼

7.1、3D Systems

7.1.1、主要技术路线 SLA、SLS 和SLM，应用领域为工业和医疗保健

美国 3D Systems 成立于 1986 年，在纽约证券交易所上市，目前系全球销售规模最大的 3D 打印解决方案供应商，提供“从设计到制造”全套增材制造解决方案，包括 3D 打印机、打印材料、打印服务和云计算按需定制部件。主要技术路线为 SLA、SLS 和 SLM，业务领域分为工业和医疗保健两大板块；其中工业板块包括航空航天与国防、汽车、铸造和消费科技等，在航空航天领域，具体应用有无源射频硬件、轻量支架、发动机部件、推进器、热交换器等，在汽车领域，具体应用有发动机舱和动力系统、车身内部和装饰等；医疗保健板块包括牙科、医疗设备和生物打印。

7.1.2、财务情况：2023 年收入规模约5 亿美元

2021-2023 年 3D Systems 公司营收有一定下滑，2023 年营收4.88亿美元，净利润-3.63 亿美元。据知产力，2012-2022 年3D Systems 营收维持在5-7亿美元，商业化层面表现较差，营收增长遇阻一方面主要由于2013、2014年部分早期专利失效，技术壁垒有所降低，大量企业涌入进来抢“蛋糕”，尤其是消费级产品市场价格敏感，导致 3D Systems 等老玩家份额下降；2016年，3DSystems 抽身消费级市场，业务重心转移到牙科领域，维持了业绩平衡；但2022年，通货膨胀导致非必要消费意愿下降，3D Systems 公司牙科业务同比下滑46%，整体营收也下滑较多；2023 年收入继续下降，同比下滑了9.3%，主要系牙科市场的销量下降，某一关键客户打印机销售减少。另一方面，3DSystems多年横向纵向大量并购，但对于并购企业整合不利，一定程度上拖累了3DSystems 的业绩，致使其业绩不振、甚至出现亏损。

7.2、SLM Solutions

7.2.1、专注于 SLM 技术，2023 年被尼康收购

德国 SLM Solutions 公司是金属激光增材制造设备生产商及服务提供商，于法兰克福上市，专注于选区激光熔化（SLM）相关的高新技术研发及产业化，为客户提供具有高自由度形态部件的设计和制造方法，提供个性化定制及批量的部件生产。应用领域包括航天、汽车、能源、国防、医疗保健和工具制造等，在航空航天领域，应用案例有推力室、热交换器、喷气发动机；在汽车领域，应用案例有铝制电机支架、刹车卡钳、电机外壳。据南极熊3D 打印，2023年1月21日，SLM Solutions 被日本尼康公司收购，用时四个多月，收购总额为6.22亿美元（约合 42 亿人民币）；通过此次收购，一方面进一步提升SLMSolutions在增材制造领域的领导地位，另一方面尼康将数字制造作为新的增长动力，加强和发展其数字制造业务。

7.2.2、财务情况：2022 年收入规模约1 亿欧元

2019-2022 年 SLM Solutions 公司营收逐年增长，且增速保持在20%以上，得益于市场对金属增材制造解决方案的强劲需求，2023 年上半年创纪录收入为5190 万欧元。SLM Solutions 公司营业收入由2019 年的4896 万欧元增长至2022 年的 1.06 亿欧元，每年增速均在 20%以上，2022 年同比增长了41%；公司盈利尚未转正，但亏损逐年减少，2022 年调整后的EBITDA为-119.3万欧元，亏损同比缩窄 86%，盈利能力持续改善。据 SLM Solutions 2022年年报，公司2022 年收入 80%来自设备销售，20%来自售后服务。

7.3、航空航天领域主要企业

7.3.1、Stratasys：业务以聚合物 3D 打印为主

Stratasys 开发工业级增材解决方案，3D 打印产品覆盖的技术路线有FDM、DLP和 PJ，以聚合物 3D 打印为主，下游客户分布领域也非常广泛，涵盖航空航天、汽车、消费品、牙科、医疗及教育等。从财务方面看，Stratasys 2023年收入6.28 亿美元，同比小幅下滑 3.7%，净亏损 1.23 亿美元；最新报告期即2024年上半年公司收入 2.82 亿美元，同比下降 8.7%，净亏损0.52 亿美元。2023年公司营收约 69%来自 3D 打印产品销售，31%来自3D 打印服务，销售地区主要为美洲。据 Stratasys 2023 年年报，公司实施北极星战略，最初重心在聚合物3D打印，预计后续将通过收购或投资的方式加强和发展金属3D打印领域。

7.3.2、Desktop Metal：粘合剂喷射全球领先

Desktop Metal 是全球领先的粘合剂喷射 3D 打印公司，拥有全球最大的DLP聚合物客户网络之一，总部位于美国马萨诸塞州的伯灵顿；公司分销网络现已覆盖 65 个国家，拥有 200 多个合作伙伴。Desktop Metal 产品主要技术路线是粘合剂喷射（BJT）和数字光处理（DLP），覆盖行业有汽车、消费品、重工业、教育及机械设计等。据 Desktop Metal 2024 年二季报显示，2022年以来公司营收出现一定下滑，2023 年全年收入 1.90 亿美元，同比减少9.3%，2024年上半年收入 0.80 亿美元，同比减少 16.0%；公司尚未实现净盈利，但亏损程度呈下降趋势，2024 年二季度调整后的 EBITDA 为-0.13 亿美元，亏损同比收窄12%。

7.3.3、Velo 3D：金属 3D 打印领先，与SpaceX合作紧密

Velo3D 是金属 3D 打印解决方案的领先供应商，提供全方位集成金属增材制造解决方案，首创无支撑金属 3D 打印技术，大幅减少后期处理、实现高质量的表面光洁度。据 36 氪，金属增材制造主要是熔池快速凝固的焊接工艺，在凝固和冷却过程中，零件承受热应力和残余应力；而支撑有两个作用，一是用作锚定固件，以限制零件并防止零件因热变形而移动，二是使热量传递。临时支撑结构在直接能量沉积（DED）和传统粉末床熔融（PBF）中是一个不便的必要条件，经常需要进行后期加工操作，后处理会增加成本和时间延迟，还限制了设计自由度。VELO 3D 可以使现有的粉末床熔融解决方案在无支撑的情况下打印小倾角的结构，并且内管直径最大可达 100mm，不仅消除了后处理，而且还克服了“45度法则”，即小于 45 度角需要加支撑的限制。目前VELO3D可以做到不需要支撑结构，大幅减少后期处理，实现高质量的表面光洁度，同时打印大内径的结构，减少了内部几何结构对支撑结构的依赖。VELO 3D 下游领域主要为航空航天、国防和能源，在引擎、热交换器、压力容器、推进器和涡轮机械等方面应用较多，和 SpaceX 公司合作紧密。据 VELO 3D 2023 年报，公司2023年实现总收入 7744 万美元，其中 3D 打印机销售收入 6894 万美元。

8、产业链国内公司梳理

经过数十年发展，我国 3D 打印产业链已日益成熟，涌现出多家企业。产业链上游企业包括原材料厂商有研粉材，振镜厂商金橙子、大族思特、菲镭泰克等，激光器厂商锐科激光、长飞光坊激光、杰普特激光、大族激光等；中游企业处在产业链核心地位，包括铂力特、华曙高科、先临三维、联泰科技等多家公司；产业链下游后处理环节企业包括金太阳等。

8.1、产业链上游企业

8.1.1、有研粉材：主营业务为有色金属粉体材料

有研粉末新材料股份有限公司成立于 2004 年3 月，专业从事有色金属粉体材料的设计、研发、生产和销售，是国内铜基金属粉体材料和锡基焊粉材料领域的龙头企业，2021 年于上交所科创板上市。经过多年积累，公司掌握了球形金属粉体材料制备技术、高品质电解铜粉绿色制备技术、超细金属粉体材料制备技术和3D 打印粉体材料制备技术等有色金属粉体制备核心技术。公司产品主要分为三大类，分别为先进铜基金属粉体材料、高端微电子锡基焊粉材料和3D打印粉体材料，其中 3D 打印粉体材料包括气雾化为主要工艺生产的铝、铜、钛、高温合金、模具钢、钴铬合金等粉末材料，产品杂质含量低、球形度好、成分均匀，主要应用于航空航天、模具制造、生物医疗等领域。据ifind 数据显示，2023年公司 3D 打印粉体材料收入约 3045 万元，占总收入比重较小，约1.1%。

8.1.2、金橙子：振镜控制系统市场领先

北京金橙子科技股份有限公司于 2004 年成立，是国内振镜控制系统领军企业。据南极熊 3D 打印，按 2020 年振镜控制系统出货量计算，金橙子市占率为32%。公司主营业务涵盖激光加工控制系统、激光系统集成硬件、激光精密加工设备，据公司 2023 年数据，公司总营业收入 2.20 亿元，其中激光加工控制系统收入占比约七成，收入约 1.52 亿元，激光系统集成硬件收入占比18%，激光精密加工设备占比 11%；公司产品包括激光标刻控制系统、激光切割系统、激光焊接系统、高精密振镜等，高精密振镜产品以及激光同服控制系统产品目前正处于市场推广阶段。

8.1.3、锐科激光：国内工业激光器龙头

锐科激光为国内工业激光器龙头企业。武汉锐科光纤激光技术股份有限公司是一家专业从事光纤激光器及其关键器件与材料的研发、生产和销售的国家火炬计划重点高新技术企业，是全球有影响力的具有从材料、器件到整机垂直集成能力的光纤激光器研发、生产和服务供应商。公司主营业务包括为激光制造装备集成商提供各类光纤激光器产品和应用解决方案，并为客户提供技术研发服务和定制化产品；主要产品包括脉冲光纤激光器、连续光纤激光器、准连续光纤激光器和直接半导体激光器等，产品广泛应用于激光制造如打标、切割、焊接、熔覆、清洗、增材制造等领域。锐科激光系国内光纤激光器龙头企业，公司高功率激光器技术已达到国际领先水平，在国内市场正逐步实现国产替代。据ifind数据统计，公司 2023 年实现总营业收入 36.80 亿元，毛利率26%。

8.2、产业链中游企业

8.2.1、铂力特：国内金属 3D 打印龙头企业

铂力特专注于工业级金属增材制造，整体实力在国内外金属增材制造领域处于领先地位。公司提供金属增材制造全套解决方案，业务涵盖金属3D打印设备的研发及生产、金属 3D 打印定制化产品制造、金属3D 打印原材料的研发及生产等，构建了较为完整的金属 3D 打印产业生态链。目前公司已发展成为国内最具产业化规模的金属增材制造创新研发、规模化生产企业，产品广泛应用于航空航天、工业机械、能源动力、科研院所、医疗研究、汽车制造、船舶制造及电子工业等领域；其中在航空航天领域，公司市场占有率较高，与中航工业下属单位、航天科工下属单位、航天科技下属单位、航发集团下属单位、中国商飞下属单位以及各类科研院校等主要客户形成紧密合作关系。公司技术路线主要为激光选区熔化（SLM）、激光立体成形（LSF）技术以及电弧增材制造技术（WAAM）；公司产品的核心技术指标已达到国外同类领先产品的水平。

铂力特营业收入保持高速增长，毛利率水平较高，在50%附近波动，航空航天是公司重要市场。据 ifind 数据显示，2019 年以来公司收入逐年增长，2019-2023年期间 CAGR 接近 40%，2022 年增速高达 66.3%，2023 年实现收入12.32亿元；公司毛利率较高，在 45%-55%区间波动。分产品来看，目前公司收入主要来源于 3D 打印定制化产品及技术服务和自研3D 打印设备、配件销售两大板块，2023 年占总收入比分别为 51%和 43%，此外3D 打印原材料占收入比约5%，剩余 1%来自于公司代理销售收入。分行业看，公司收入主要集中在航空航天和工业机械领域，其中 2023 年航空航天领域占比最高，达56.0%，其次是工业机械领域，占比约 37.3%。

铂力特实现技术突破，开发出了无支撑金属 3D 打印，同时在文创领域也有较多拓展。对于 SLM 技术来说，当悬垂结构与成形面的夹角大于45°时一般无需添加支撑结构，而小于 45°角时通常需要添加支撑来保证零件成形，支撑从成本和结构可行性等方面限制了增材制造的应用拓展；而公司开发出的无支撑打印技术方案，可以实现 30°以下悬垂结构的无支撑打印，解决了小角度悬垂结构的成形问题，拓宽了 SLM 成形技术的应用范围，已应用到零件生产中。据公司2023年报，公司进一步拓展了文创领域应用市场，包括开发、发布羽毛球、“同舟共济”奖牌、北京古建、飞机笔架、DNA 手环、《中国诗词大会》徽章等文创产品。 随着航空航天领域对大尺寸精密构件的需求，大尺寸、多激光的高效增材制造装备是未来的发展趋势。目前，国内外均在致力于大尺寸多光束激光选区熔化成形装备及工艺技术研究，包括 EOS、Additive Industries Metal、SLMSolutions等多家公司均发布了多激光、大成形尺寸的打印设备。铂力特2023年发布的BLT-S1500 配备 26 激光器，设备成形尺寸为 500mm×1500mm×1200mm（W×D×H），突破成形尺寸限制，为工业领域提高“降本、提质、增效”的批量化生产解决方案，推进金属增材制造市场化应用程度不断加深。

8.2.2、华曙高科：工业级增材制造领域龙头企业

华曙高科是我国工业级增材制造设备龙头企业之一。公司定位于工业级增材制造领域，面向工业终端产品的直接制造和产业化应用，提供自主设备和材料；主要工艺路线为选区激光熔融（SLM）与选区激光烧结（SLS）；产品广泛应用于航空航天、汽车、医疗、工业模具、教育科研、电子电器、消费品、文创等领域。公司具有完整性、自主性和开放性的技术优势，与同行业可比公司相比，金属3D 打印设备的关键技术指标达到国际领先水平，最大成形尺寸和振镜最大扫描速度居于领先水平。同时，公司装机量也位于行业前列：截至2023年2月，公司在用户处的装机量已超 700 台，单一客户装机量超过10 台的产业化客户数量近 10 家；其中金属 3D 打印设备全球装机量超过330 台，中大型金属设备（400mm 以上大尺寸）用户装机量超过 90 台，单一客户金属设备装机量超过30 台。

2019-2023 年期间华曙高科营业收入每年以超30%的增速增长，毛利率逐渐下滑但仍保持在 50%左右，盈利能力较强。根据ifind 数据，公司2019-2023年期间营业收入的复合增速高达 41%，且每年增速均在30%以上，2023年实现营收6.06 亿元，最新报告期 2024 年上半年实现收入2.27 亿元；公司毛利率逐年下滑，由 2019 年的 58.8%下降至 2023 年的 51.6%，主要系3D打印市场日益成熟、竞争加剧，但公司盈利能力仍较强，全年毛利率保持在50%以上。分产品看，公司收入主要来源于 3D 打印设备及辅机配件的销售，2023年占收入比约89.1%，3D 打印粉末收入占比约 6.5%；分行业看，公司收入主要来自航空航天领域，2023 年占比约 61%，其次是工业领域，占比27%，剩余收入分布于高校及科研医疗、政府事业领域。

华曙高科在低空经济领域取得突破。据华曙高科2023 年年报，公司深耕3D打印技术领域多年，深入理解下游各行业客户多样化需求，通过自主创新，在增材制造尺寸、效率、质量、成本、智能化等领域不断取得新的突破，推出更多面向产业化细分用户的解决方案。在低空经济领域，公司与国际知名飞行汽车厂商持续多年合作并取得新的突破，为未来该领域业务的进一步拓展奠定了良好的技术能力与深厚的市场基础。

8.3、产业链下游企业

8.3.1、金太阳：3D 打印后处理厂商

金太阳为 3D 打印后处理环节厂商，未来将聚焦于高端消费电子、钛合金和火箭钢等新材料，重点发展与 3D 打印相关的高端新型抛光材料等。东莞金太阳研磨股份有限公司专业从事中高档涂附磨具产品研发制造，2004 年成立，2017年在深圳证券交易所成功挂牌上市，一直专注于纸基类及新型基材类研磨产品，产品广泛应用于航空航天、汽车制造、钢铁、3C 电子、家具、乐器、纺织、皮革等行业，为客户的精密研磨和抛光提供高端产品和个性化系统解决方案。据金太阳2023 年年报，2024 年公司将聚焦于高端消费电子产品的迭代升级及钛合金、火箭钢等新材料的应用，以 3D 打印的规模化应用所带来的精密研磨抛光需求为契机，在保持纸基类、布基类抛光材料稳定增长的基础上，重点推进高端新型抛光材料、精密结构件制造及智能数控装备业务放量增长，加速电子及半导体抛光材料市场推广及量产。据 ifind 数据，2019 年以来金橙子公司营业收入有一定波动，2023 年恢复增长，实现收入 5.65 亿元，同比大幅增加43.0%，毛利率约28.4%；同时公司重点发展的新型抛光材料毛利率较高，有望拉动公司整体毛利率，提高公司盈利水平。

（本文仅供参考，不代表我们的任何投资建议。如需使用相关信息，请参阅报告原文。）