2025年电子行业深度研究报告:3C、消费、高端制造等多轮驱动,3D打印发展空间广阔
- 来源:华创证券
- 发布时间:2025/12/27
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电子行业深度研究报告:3C、消费、高端制造等多轮驱动,3D打印发展空间广阔。3D打印增材技术直击传统工艺痛点,3C、消费、工业多轮驱动空间广阔。3D打印拥有缩短新产品研发周期、高效成形复杂结构、材料利用率较高等传统加工无法比拟的优势。根据中商产业研究院整理数据,目前中国3D打印下游应用分布中,航空航天占比最多达16.7%。其次分别为医疗、汽车领域、消费及电子产品、学术科研占比分别为15.5%、14.5%、11.9%、11.2%。3C、消费类增量需求打开3D打印成长空间,商业航天、核聚变等进一步扩张工业需求,据WohlerAssociates数据2024年全球3D打印市场规模达219亿美元,20...
一、3D 打印是新型加工工艺,消费、工业多轮驱动市场空间广阔
(一)3D 打印解决传统工艺痛点,增长制造空间广阔
3D 打印是快速成型技术的一种,又称为增材制造技术(AM)。3D 打印以数字化控制的 方式将材料逐层累积,来实现三维物件构建,在复杂结构的快速制备、微观结构的精确 控制、打印材料的高利用率等方面具备明显优势。在消费电子、航天、工业、消费类场 景得到越来越广泛应用。

3D 打印是传统精密加工技术的重要补充,工业级产品渗透率提升。目前金属 3D 打印技 术在可加工材料、加工精度等方面与传统的精密加工技术存在一定差距,但其创新的制 造方式拥有传统精密加工无法比拟的优势:
缩短新产品研发及实现周期:3D 打印工艺成形过程由三维模型直接驱动,无需模 具、夹具等辅助工具,可以极大的降低产品的研制周期,并节约昂贵的模具生产费 用,提高产品研发迭代速度。
高效成形复杂结构:3D 打印将复杂的三维几何体剖分为二维的截面形状来叠层制 造,可实现传统精密加工较难实现的复杂构件成形,提高零件成品率和质量。
实现一体化、轻量化设计:金属 3D 打印技术可用于优化复杂零部件结构,将复杂 结构重新设计成简单结构,对零部件进行减重;3D 打印技术也可实现构件一体化 成型,从而提高产品可靠性。
材料利用率较高:与传统精密加工技术相比,金属 3D 打印技术可节约大量材料, 从而节约成本。
实现优良的力学性能:基于 3D 打印快速凝固的工艺特点,成形后的制件内部冶金 质量均匀致密,无其他冶金缺陷;同时快速凝固的特点,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。
3D 创意赋能分布式制造,消费级 3D 打印快速兴起。数十年来,集中化工厂生产模式支 撑了标准化产品的大规模供应,但这种模式正越来越受到消费者需求结构性转变及全球 供应链动态的挑战。消费者的偏好正在转向高度个性化和定制化的产品,传统工厂系统 因其僵化而难以适应这种需求。分布式制造作为一种新范式也因此逐步获得关注,分布 式制造强调分布式、小批量的柔性生产,具备更快的响应速度和更强的适应性。3D 创 意行业的新兴技术大幅降低了个体创作者及小型制造商的进入门槛,从而实现了分布式、 按需及小批量制作。随着分布式制造模式的不断成熟,3D 创作正从少数人掌握的专业 化能力,演变为大众皆可获取的基础能力,迎来全民参与的新时代。
(二)工业、消费等多轮驱动,千亿美金级市场可期
全球&中国 3D 打印市场规模快速增长。据 Wohler Associates 报告数据,2023 年全球 3D 打印市场规模达200亿美元, 2024年将进一步扩大至 219亿美元,2034年有望达到1150 亿美元,2024 至 2034 年期间 GAGR 达 18%。中国市场方面,根据中商产业研究院数据 统计,2024 年中国 3D 打印市场规模约为 423 亿元,预期 2025 年将增长至 457 亿元。
3D 打印行业上游为原材料及零部件,包括 3D 打印原材料、核心硬件和软件等,3D 打 印原材料是影响 3D 打印产品质量的重要因素之一,是 3D 打印技术发展的物质基础;中 游为设备制造和打印服务,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。增材制造设备制造商研发、生产 3D 打印设备供下游用户使用,并根据 下游用户反馈不断进行技术的创新与更新迭代,并同步向上游传递创新与市场需求,不 断推动着整个产业链的水平提升;下游则包括航空航天、汽车、医疗、消费及电子产品 等,并逐渐被尝试应用于更多的领域中。
从下游应用分布情况来看, 3D 打印已被广泛应用于航空航天、汽车、医疗等领域,目 前,航空航天占比最多,达 16.7%。其次分别为医疗、汽车领域、消费及电子产品、学 术科研,占比分别为 15.5%、14.5%、11.9%、11.2%。
3D 打印含多种工艺类型,其中 SLM 和 SLS 成熟度较高。3D 打印(增材制造)技术包 含多种工艺类型,国标《增材制造术语》将其分为粉末床熔融(Powder Bed Fusion)等七 种基本类别。增材制造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,粉末 床熔融工艺因其特定的加工方式而使得零件具备良好的力学性能和尺寸精度,成为工业 应用领域中主流的增材制造技术。
技术方面,SLS 和 SLM 属于利用激光器将粉末进行逐层叠加,SLS 相比 SLM 需要另添 加粘合剂材料,混合粉末后 SLS 打印的成品硬度和精度略差于 SLM 制品。 SLM 技术:首先利用刀片将金属粉末以薄层分布在积层板上,聚焦的激光在扫描 振镜的控制下进行参数扫描,金属粉末在高能量激光的照射下发生熔化,快速凝固, 形成冶金结合层。当一层打印任务结束后,基板下降一个切片层厚高度,刮刀继续 进行粉末铺平,激光扫描加工,重复这样的过程直至整个零件打印结束。 SLS 技术:首先用辊筒将一层粉末材料平铺在已成型零件的上表面,并加热至合适温度,由 CO2 激光器发出的激光束在计算机的控制下,根据几何形体各层横截面的 CAD 数据,有选择地对粉末层进行扫描,使粉末的温度升到熔化点,进行烧结并与 下面已成型的部分实现粘结。一层完成后,工作台下降一层厚度,铺料辊在上面铺上 一层均匀密实粉末,进行新一截面的烧结,直至完成,全部烧结完成后除去未被烧 结的多余粉末得到整个成品。
钛合金、PLA和尼龙为目前主要 3D打印材料。3D打印是通过设备逐层增加材料来制造 三维产品,因此材料是 3D 打印最重要的物质基础。目前我国材料使用中非金属占据主 要部分,金属材料约占据 40%。而细分到具体材料角度,钛合金是 3D 打印使用占比最 高的材料,达 20%。未来随着 3D 打印的不断渗透,各类高性能、复合材料的应用占比 有望进一步提高。

二、消费电子:钛合金 3D 打印契合消费电子轻量化趋势
(一)钛合金轻量化应用契合消费电子发展趋势,苹果积极推进
钛合金重量轻且强度高,适用于消费电子轻量化发展趋势。钛合金的密度一般在 4.5g/cm3 左右,仅为钢的 60%,一些高强度钛合金超过了许多合金结构刚的强度,因此 钛合金的比强度(强度/密度)远大于其他金属结构材料,可制出单位强度高、刚性好、质 轻的零部件。消费电子使用钛合金材料可追溯至 2019 年,苹果发布的 Apple Watch S5 系列提供了钛合金边框的版本,后续 Apple Watch Ultra 使用钛合金边框,iPhone 15 Pro 也 开始使用钛合金作为中框材料。
iPhone15 Pro 是苹果首次在手机上使用钛合金,安卓系纷纷跟进。由于 Pro 系列相较于 普通版本硬件性能更强,因此历代 iPhone Pro 及 Pro Max 重量持续提升。为了对整机重 量进行控制,iPhone15 Pro 系列开始使用钛合金作为中框材料,iPhone15 Pro 整机重量 187 克,iPhone15 Pro Max 整机重量 221 克,是迄今为止苹果最轻的 Pro 系列手机。作为 对比,iPhone14 Pro 重 206 克,iPhone 14 Pro Max 重 240 克,iPhone 15 Pro 系列较上代减 轻了 19 克。Xiaomi14 Pro 推出钛合金版本,采用航天级 99%高纯钛和高强铝合金材料, 带来周全保护的同时,手感也尤为出众。小米手机官方微博表示,据小米研发工程师的 模拟,如果 Xiaomi 14 Pro 采用不锈钢中框,即使采用内衬铝合金的减重方案,也会比钛 合金版本重 8.34g。此外,三星 Galaxy S24 Ultra 亦使用钛合金中框。
钛合金加工难度较大,3D 打印技术可大幅降低其制造难度。钛合金的导热率较低,导 致加工过程中热量聚集、升温较快,局部高温会破坏钛合金表面完整性导致精度下降, 因此采用传统方式加工钛合金的良率远低于铝合金及不锈钢。增材制造(3D 打印为其 同义词)是指以三维模型数据为基础,通过材料堆积的方式制造零件或实物的工艺。不 同于传统制造业通过切削等机械加工方式对材料去除从而成形的“减”材制造,3D 打 印通过对材料自下而上逐层叠加的方式,将三维实体变为若干个二维平面,大幅降低了 制造的复杂度。
苹果推进 3D 打印加工钛合金。2025 年 iphone Air 首次采用 3D 打印的方式加工 type-C 口。2025 年所有 Apple Watch Ultra 3 和钛金属款 Apple Watch Series 11 的表壳均采用 3D 打印工艺,使用 100% 航空航天级再生钛金属粉末制造。Apple 环境与供应链创新副总 裁 Sarah Chandler 表示,“我们知道 3D 打印技术在材料效率方面有着巨大潜能,而这正 是实现 Apple 2030 的关键。”Apple 2030 是 Apple 的远大目标:在 2030 年结束前使公司 碳足迹完全实现碳中和,包括生产供应链和所有产品的整个使用周期。作为行业引领者, 苹果推进 3D 打印有望引导安卓系厂家跟进。
(二)折叠屏带来消费电子 3D 新需求
折叠屏大屏、复杂结构特性带来 3D 打印增量需求,铰链等环节应用钛合金趋势明显。 铰链是支持手机折叠功能的核心零部件,轻薄、复杂特性下铰链加工复杂度高。铰链是 折叠屏手机的关键零部件,在折叠屏手机中辅助屏幕完成展开或收纳。由于手机两个平 面弯曲半径不同,外平面会长于内平面,而折叠机要求折叠后两个平面长度保持平整, 需要转轴能够根据折叠的角度做伸缩配合。转轴铰链既要做到轻薄,又要把连接、散热 等百余个元件嵌入,还需要保障可靠性。
3D 打印解决折叠屏痛点。2023 年 7 月 12 日,荣耀发布的折叠旗舰荣耀 Magic V2 是第 一次手机开始大规模使用 3D 打印制造钛合金材料。Magic V2 铰链的轴盖部分采用钛合 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%,全新完美的平衡 了轻薄与可靠性。2025年2月20日,OPPO正式推出其新一代折叠屏旗舰手机Find N5, 其核心创新——钛合金天穹铰链引发行业震动。据中国粉体网报道,这款铰链的翼板与 外转轴中框采用铂力特金属 3D 打印技术制造,最薄零件仅 0.15mm,刷新消费电子领域 钛合金精密制造纪录。
三、消费类市场:3D 打印蓝海市场加速扩容,中国厂商竞争优势显著
3D打印的应用场景正由工业级渗透至消费级,逐步形成 B、C两端同步实现规模化、精 细化、创新化的发展特点。消费级 3D打印也被称为桌面级 3D 打印,面向娱乐、教育、 家居、设计等多元化下游场景。开源模型、软件生态和社区分享降低 3D 打印的学习成 本,激发消费者兴趣和购买意愿。从工艺看,消费级 3D 打印主打熔融沉积成型、立体 光固化等非金属工艺,成本压缩至数百美元级别。从材料看,常见使用材料有 PLA(乳 聚酸)、ABS(丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物)、PETG(改性聚对苯二甲酸乙二醇酯), 具备上手门槛低、打印速度快、易复购等特点,正逐步拓展从展示型向功能型转变的轻 制造需求。
消费级 3D 打印行业包括主要为个人消费者及创客社区而设计的 3D 打印机、耗材、配 件、软件及服务。相比工业级 3D 打印,消费级 3D 打印强调易用性、低成本与个性化, 是推动分布式制造发展的关键支撑。消费级 3D 打印的核心围绕着 3D 打印机,大致分 为两项主要技术:熔融沉积成型技术和光固化技术。熔融沉积成型技术更经济实惠,适 合日常原型制作和结构部件打印,而光固化技术精度更高且涉及更复杂的打印工作流程, 使其更适合制作高度细致复杂的模型。
全球消费级 3D 打印市场正迈入爆发式增长周期。近年来,元宇宙、XR 等概念爆 火,3D 打印作为连接物理世界与虚拟世界的重要接口之一,吸引了大批极客、创 客、设计及专业人士群体,加速了打印速度、3D 建模等技术难题被逐一攻克,为 消费级 3D 打印的发展夯实了基础。消费级 3D 打印行业的发展大致可分为 4 个阶 段:职业创作阶段(2011 年前):以 RepRap 等开源项目为代表,消费级 3D 打印尚 处于技术探索与概念验证的早期阶段,主要用户为行业用户、打印服务商及少量技 术精湛的创客。产品操作复杂度高,需要具备较强的自主建模能力和深入的设备操 作知识。其应用主要集中在教育和医疗领域,且以实验性为主。 专业用户创作阶段(2012 年至 2019 年):随着第一台完全组装的消费级 3D 打印机 MakerBot Replicator 问世,3D 打印逐步从专业圈层扩展至更广泛的业余爱好者和个 人用户群体。3D 打印机变得更加模块化、易操作,且产品价格持续下降。配套的 软件与模型资源平台开始发展,用户可在线获取、修改并分享 3D 模型。创意工作流程的数字化显著降低了进入门槛,并推动应用场景向个性化消费产品延伸。 普通用户渗透阶段(2020 年至 2027 年):2020 年被广泛认为是消费级 3D 打印行业 的 “破圈元年”,应用场景从个人创作大幅拓展到家庭使用,市场能见度显著提升, 用户认知度也随之增强。近年来,生成式 AI 技术的兴起,尤其是在文本生成模型、 智能切片与自动设计优化方面的应用,显著降低了 3D 建模的专业门槛,使普通用 户也能轻松参与创作。与此同时,云服务和在线学习社区的快速发展,为用户提供 丰富的资源与支持,进一步推动了 3D 打印进入更多家庭与个体创作者的日常生活。 “全民创作” 时代(2027 年之后):未来,随着打印精度、设备便携性及智能用户 界面的持续改进,以及进入门槛的进一步降低,预计将推动 3D 打印技术的广泛采 用。它将成为消费者在日常生活中实现个性化表达及按需实物定制的主流工具。

AI 技术推动 3D 打印门槛降低,促进消费级 3D 打印行业规模快速扩张。随着生成式 AI 技术在 3D 设计领域的深入应用,3D 建模与打印操作的专业门槛被大幅降低。用户只需 通过文字描述或图片等简单输入方式,即可实现对 3D 模型的自动生成与优化。与此同 时,打印精度、速度与稳定性的持续提升,以及适配材料的不断丰富,让产品应用场景 不断拓展,进一步释放了普通用户的使用潜力。在人工智能和打印机性能提升的双引擎 推动下,消费级 3D 打印行业实现快速发展。根据灼识咨询统计和预测,2024 年全球消 费级 3D 打印行业市场规模达 41 亿美元,预计到 2029 年将增长至 169 亿美元,年复合 增长率达 33.0%。
3D 打印终端产品出货量、保有量快速增加。凭借优异的物理与化学性能,以及传统制 造工艺难以实现的结构优势,越来越多的个性化产品、功能性组件乃至成品商品开始通 过 3D 打印方式生产并进入家居、教育、文创、工业配件等多个领域的商业流通。作为 行业中的核心硬件,消费级 3D 打印机 2024 年出货量达 410 万台,预计到 2029 年将增 长至 1340 万台,年复合增长率为 26.6%。伴随用户渗透率的不断提升,消费级 3D 打印 机的全球保有量稳步上涨 —— 从 2024 年的 1580 万台增长至 2029 年预计的 4040 万台, 年复合增长率为 20.7%。
国产消费级 3D打印设备加速出海,全球竞争力持续增强。近年来,中国消费级 3D打印 设备出海全面提速,出口量价齐升,已成为全球市场的核心供给方。根据 CONTEXT 报 告,2024 年全球入门级(消费级)3D 打印机中,约 96%的出货量来自中国厂商。2025年第一季度,全球入门级 3D 打印机出货量突破 100 万台,同比增长 15%。中国供应商 贡献了其中 95%的份额:创想三维以 39%的市场份额居首,拓竹科技出货量同比增长 64%,纵维立方和智能派同样保持强劲增长。 拓竹科技(Bambu Lab):拓竹科技成立于 2020 年,是一家致力于用前沿的机器人 技术彻底革新桌面级 3D 打印产业的公司。总部位于中国深圳,在深圳和上海设立 了研发中心。拓竹科技的第一款产品--X1 系列高速智能 3D 打印机把多色彩打印、 支持高性能工程塑料等工业级打印机技术带入消费级产品,拉开了业界期待多年的 桌面 3D 打印革命的序幕。拓竹新一代设备 H2D 在打印速度、打印精度和打印良率 方面均实现提升,拓竹 H2D 系列打印速度峰值达 1000mm/s,支持全流程异常识别 与反馈调整;实现±0.1 毫米的 Z 方向高度精度;配备激光雷达首层检测、自动调 平等功能,显著提升打印质量和打印成功率。
创想三维:创想三维成立于 2014 年,专注于 3D 打印机的研发和生产,3D 打印机 品类覆盖“FDM”和“光固化”,产品生态涵盖 3D扫描仪、激光雕刻机、耗材及配 件。据深圳商报援引招股书数据,2020年至2024年,公司累计出货量达440万台, 占全球市场 27.9%,成为全球最大的消费级 3D 打印产品及服务提供商。创想三维 成立初期就优先布局全球渠道。截至今年一季度,创想三维拥有 74 家自营线上门 店和 2163 家经销商,覆盖全球约 140 个国家和地区,其海外网店数量从 2022 年底 的 6家增至 58家。创想三维还是全球唯一一家同时提供消费级 3D打印机、3D扫描 仪和激光雕刻机的企业。其中,其消费级 3D 扫描仪全球市占率第一,消费级激光 雕刻机位列全球第三。 智能派:深圳市智能派科技有限公司成立于 2015 年,是一家专注于研发、生产和 销售消费级 3D 打印机、激光雕刻机、STEM 套件等产品的高科技企业,已经快速 发展成为全球智能制造行业的新起之秀。2019 年,智能派推出首款光固化打印机 Mars,以 299 美元的价格打破高价垄断,随后持续推出 4K、6K、16K 机型,稳居 中低价位市场。2025 年 11 月,智能派官方确认正式完成来自大疆的投资交割,将 进一步强化技术研发,推进核心产品演进。
四、高端制造:赋能航空航天、核聚变等产业突破边界
(一)3D 打印技术逐步渗透航空航天领域
3D 打印突破航空航天领域传统制造技术对结构尺寸、复杂程度、成形材料的限制。由 于航空航天领域零部件形态复杂、传统工艺加工成本高及轻量化要求等因素,增材制造 已发展成为提升设计与制造能力的一项关键核心技术,其利用逐层堆积的原理,能够实 现任意复杂构件成形与多材料一体化制造。航空航天领域采用的 3D 打印的材料主要包 括钛合金、铝合金等高性能金属材料和高分子材料,通常以 SLM、LENS 等粉末床熔融 技术和定向能量沉积技术为主进行加工。在复杂部件的研制阶段,3D 打印技术可节省 反复工艺试验的时间,提高速度的同时降低成本;在零件制造阶段,3D 打印技术可用 于实现复杂内部结构,提高零件性能;此外,3D 打印技术还可用于制件修复,延长设 备使用寿命、减少经济损失。蓝箭航天的朱雀三号即采用了 3D 打印技术,其发动机天 鹊 12A 需在高温燃气主导的极端交替工况下保持稳定运转,这对零部件的性能与精度提 出极为严苛的要求,3D 打印技术不仅成功攻克了传统工艺难以加工的微细流道技术难 题,更通过拓扑优化实现了 “减重增韧” 的双重突破,大幅提升了零件的综合性能。
国内外航天航空行业纷纷引入 3D 打印生产高精密零件。欧洲航天局(ESA)、美国国家 航空航天局(NASA)、SpaceX 和 Relativity Space 均使用增材制造技术生产火箭点火装 置、推进器喷头、燃烧室和油箱,美国 GE、波音(Boeing)、法国空客(Aribus)、赛峰 (Safran)使用增材制造技术生产商用航空发动机零部件、军机机身部件、飞机风管、 舱内件等。同时,增材制造的构件也已在国内航空航天领域广泛应用,先后成功参与了 天问一号、实践卫星、北斗导航系统等数十次发射和飞行任务。 SpaceX:2024 年 8 月初 SpaceX 公司首次发布了其猛禽 3 号发动机,采用了金属增材制 造技术,将许多外部零件向内移动,整合并简化了设计,使得猛禽 3 号发动机比猛禽 2 号发动机更轻,推力更大,效率更高。同年 9 月,Velo3D 公司宣布与 SpaceX 公司签订 了一项总额为 800 万美元的许可和支持协议。协议规定, SpaceX 获得 Velo3D 技术全球 性、非排他性、免版税和永久许可。SpaceX可在其内部运营中使用、制造、修改和开发 Velo3D 技术,该许可不仅包括协议签订之日的现有技术,还包括 Velo3D 在未来 12 个月 内对现有技术进行的任何改进或修改。
铂力特:作为国内该技术领域知名的制造商,铂力特深耕航空航天领域并积累了大量案 例。千乘一号卫星是目前国际首个基于 3D 打印轻量化三维点阵结构设计,通过铝合金 增材制造技术一体化的整星结构。传统微小卫星结构重量占比约 20%,千乘一号微小卫 星的整星结构重量占比降低至 15%以内,整星结构零部件数量缩减为 5 件,设计及制备 周期缩短至 1 个月。该卫星部分轻量化零件由铂力特品牌设备 BLT-S600 打印制造,零 件内部点阵轻量化结构最小特征仅为 0.5mm。零件整体轮廓尺寸大,内部轻量化点阵胞 元结构尺寸小,整星超过 100 万个点阵结构特征;蒙皮结构尺寸小,增材成形工艺难度 大。整个制造过程充分展示了铂力特在大尺寸、精细化、特殊结构成形上的技术优势。
(二)3D 打印助力核聚变极端工况下的产业突破
核聚变在未来全球低碳能源发展中作用关键,但其复杂且具挑战性的运行条件对生产材 料组合和工程设计有极高要求。核聚变对部件性能、结构复杂度、工况适应性提出 “极致要求” 的高端领域,传统制造工艺受限于材料加工难度、结构成型约束与性能一 致性控制,长期面临 “卡脖子” 瓶颈。3D 打印(增材制造)凭借 “近净成型、复杂结 构一体化、特种材料适配” 的核心优势,正从 “技术探索” 走向 “规模化应用”,成 为破解极端工况部件制造难题、推动高端产业商业化落地的关键支撑,其产业价值在核 聚变领域尤为突出。

英国原子能管理局启用两台 3D 打印机助力核聚变组件制造。英国原子能管理局 (UKAEA)相信 3D 打印技术在未来核聚变领域将发挥重要作用,可降低精密制造成本。 UKAEA 已在其中央支持设施(CSF)启用两台 3D 打印机器,采用互补方法制造聚变机器 组件。其中, eMELT 电子束粉末床熔合(E - PBF)增材制造设备可利用电子束技术把钨粉 末熔合成密度几乎达 100%的固体部件,用于将钨层压到铜铬锆合金、不锈钢以及专为 熔合设备开发的特殊钢材 Eurofer 97 等其他材料上;SLM280(选择性激光制造)用于试验 生产具有复杂几何形状和材料组合的部件。这两种 3D 打印技术都将支持制造在运行生 命周期内会暴露于极端温度的面向等离子体的部件,还能减少对焊接等传统技术的依赖, 从而减少制造工序和连接工艺的数量。
五、3D 打印国内厂家奋起直追,零部件环节替代空间广阔
设备和原材料为 3D 打印两块主要成本。据 C. Lindemann 等发布的《Analyzing Product Lifecycle Costs for a Better Understanding of Cost Drivers in Additive Manufacturing》中数 据,3D 打印成本占比会受到打印速率、设备的使用率、原材料成本和设备的投资成本 等因素影响,其中设备成本占 3D打印总成本占比约 44.5%-78.5%,除去打印速度过快及 原材料成本过高会导致后处理及原材料成本占比提高的情况,设备成本占比基本在 60% 以上。打印材料成本占比约 5.4%-46.3%(其中 5.4%为原材料单位成本较低所致),多数 情况下原材料成本占比 10%以上。
海绵钛是生产钛合金及其他钛材料的重要原材料。钛工业产业链有两条不同的分支,第 一条是钛白粉工业,从钛铁矿和金红石采选开始,通过化学过程生成化工中间产品—钛 白粉,用于涂料、塑料和造纸等行业;第二条是钛材工业,从钛铁矿和金红石采选开始, 制造海绵钛,然后制成各种金属产品,可用于航空、航天、航海、化工、民用等领域。
海绵钛及钛材产量持续增长,我国为海绵钛最大生产国。受益于生产设备和技术能力的 突破,以及航空航天等领域对钛合金需求的提升,近年来中国海绵钛和钛材的产量持续增长。2024 年中国海绵钛产量为 22 万吨(YoY 持平),2020-2024 年 CAGR 为 15.6%; 2024 年中国钛加工材产量为 17.2 万吨(YoY+8.18%),2020-2024CAGR 为 15.4%。此外 根据 Wind 终端数据,2024 年全球海绵钛产量为 32 万吨,中国占比高达 68.75%,为世 界最大海绵钛生产国。
海绵钛价格持续下滑,钛合金在 3C 产品渗透率有望进一步增长。海绵钛是钛合金的主 要原材料,但早期海绵钛价格较高叠加钛合金加工难度较大导致钛合金主要应用于航天 等高端制造领域,在 3C 产品中渗透率有限。但随着近年来海绵钛的产能逐步扩张,海 绵钛的价格已从 2022 年开始大幅下滑。钛合金产品成本端的大幅下滑以及 3D 打印制造 能力的逐步提高,有望助力钛合金材质在 3C 产品中的渗透率进一步增长。
3D 打印设备是产业链中核心环节,目前我国仍与海外龙头存在一定差距。世界主要先 进的增材制造企业主要集中在美国与欧洲,其中海外金属 3D 打印设备主要公司包括 EOS、SLM Solutions、惠普(HP)、3D Systems 等,国内厂商包括铂力特及华曙高科等。 高分子 3D 打印设备海外供应商包括 EOS、HP、3D Systems,国内供应商为华曙高科。

振镜及激光器为 3D 打印设备中核心零部件,价值量占比较高。3D 打印设备公司主要所 需物料包括 3D 打印设备所需零部件(光学热学类、机械类、电子电气类、耗材类)、外 协结构件或机加工件及原材料粉末等。在 3D 打印设备所需零部件中,光学热学类主要 包括振镜及激光器,价值量占比较高;机械类主要包括花键及减速机,电子电气类为伺 服电机,价值量占比大幅低于振镜及激光器。
振镜和激光器以进口为主,国产替代进程较慢。3D 打印设备所需主要零部件包括振镜、 激光器、花键、减速机、伺服电机等,其中振镜和激光器进口占比较高。据华曙高科招 股说明书信息,其激光器主要从美国、德国进口,振镜主要从德国进口,其中振镜的进 口采购总额占比近 100%。而在采购成本角度,公司导入国产供应商导致进口采购金额 有所下滑,因此振镜和激光器的单台平均采购成本逐年降低。
金橙子振镜性能与海外龙头接近,进一步国产化有望降低 3D 打印设备成本。国产振镜 供应商近年来快速发展,在中低端控制系统领域已基本实现国产化,而高端应用领域主 要由德国 Scaps、德国 Scanlab 等国际厂商主导,据金橙子招股说明书数据,2020 年高 端应用领域国产化率仅 15%左右。在高端振镜方面,国产厂商金橙子的 3D 振镜产品 INVINSCAN 已与德国 Scanlab 产品性能接近。随着国产振镜的进一步导入,3D 打印设 备成本有望进一步降低。
目前金属 3D 打印主要采用光纤激光器。金属打印用激光器经历了几个发展阶段,主要 有 CO2激光器、YAG 激光器以及光纤激光器。CO2激光器的输出波长很长,金属材料的 吸收率较低,因此早期金属打印用的 CO2激光器功率动辄几千瓦。YAG激光器与金属的 耦合效率高、加工性能良好,一台 800W YAG 激光器的有效功率相当于 3KW CO2 激光 功率。后来随着光纤激光逐步被推向商业市场,YAG激光的弊端便不断显现出来,采用 更加集成、电光转换率更高、性能更稳定的光纤激光便成为金属打印发展的一大趋势。 激光器在国产替代竞争中持续降价,高功率段激光器仍有较大国产替代空间。近年来激 光器国产化率持续提升,其中中小功率段激光器国产化推进较快,高功率段国产化率仍 较低。据凯普林招股说明书,近五年来激光器行业(尤其是光纤激光器)在国产替代的 竞争阶段中进入降价周期,行业内主要企业的产品销售单价呈下降趋势。
(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。)
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