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一、增材制造——直击传统制造工艺痛点
1、增材制造概述
（1）增材制造定义
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，将对传统的工艺流 程、生产线、工厂模式、产业链组合产生深刻影响，是制造业有代表性的颠覆性 技术，集合了信息网络技术、先进材料技术与数字制造技术，是先进制造业的重 要组成部分。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。 增材制造将复杂的零部件结构离散为简单的二维平面加工，解决同类型零部件难 以加工难题。
（2）增材制造历史沿革
增材制造产业化历史起始于 1986 年，技术进步带来大规模产业化的提升。1986 年，美国人 Hull 发明光固化技术（SLA）并成立了全球首家 3D 打印公司 3D Systems，标志着 3D 打印技术产业化的开端。1995年德国 Fraunhofer 激光技术 研究所(ILT)推出 SLM 技术，激光技术开始被应用于增材制造并逐步普及，开启了 3D 打印大规模产业化试制和应用阶段。而对于我国来说，起步相对较晚，增材制 造产业化相对短暂，随着美欧的3D打印底层技术专利在2009-2015年陆续到期， 我国增材制造技术发展进入快速的技术追赶阶段，据统计 2011 年-2016 年期间， 我国 3D 打印专利数由 2011 年的 5 个迅速攀升至 2016 年的 6564 个。2016 年以 来，我国逐渐从技术积累向商业化批量应用过渡，进入到快速放量发展的起步阶 段。
（3）增材制造技术特点
作为新兴的制造方式，金属增材制造与传统精密加工技术相比具备以下特点： 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。 可高效成形更为复杂的结构。3D 打印的原理是将复杂的三维几何体剖分为二 维的截面形状来叠层制造，故可以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，同时提高产品质量。 实现一体化、轻量化设计。金属 3D 打印技术的应用可以优化复杂零部件的 结构，在保证性能的前提下，将复杂结构经变换重新设计成简单结构，从而起 到减轻重量的效果，3D 打印技术也可实现构件一体化成形，从而提升产品的 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，特别是对较为昂贵的金属材料而言，可节约较大的成本。 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。
金属 3D 打印工艺原理主要分为粉末床选区熔化和定向能量沉积两大类别，采用 这两类工艺原理的金属 3D 打印技术都可以制造达到锻件标准的金属零件。根据 Wohlers 对包括铂力特在内的全球 36 家主要的金属 3D 打印企业统计，2018 年 度，采用粉末床选区熔化技术为 18 家，采用定向能量沉积技术为 8 家，合计占 比达到 72%。为了获得更为广泛的应用，这两类主流金属 3D 打印技术都在努力 向兼顾高性能、高精度、高效率、低成本、更大的尺寸范围和更广泛的材料适用 性方向发展。
2、增材制造具备从设计端和制造端解决传统制造技术痛点的 能力
基于增材制造的五大特点，其能够解决下游在使用传统精密制造技术中的： ①设计端：研发迭代周期长、“制造决定设计”等问题； ②制造端：材料利用率低，小批量生产成本偏高、库存偏高等痛点。
设计端：增材制造加快产品设计端落地与迭代，提升设计自由度，可以有效结合 拓扑优化设计等轻量化、一体化设计方式。增材制造的在设计端优势突出，更易 于从设计端切入下游行业，不断提升渗透率，其优势主要体现在： 缩短产品研发和制造周期，帮助产品厂商从设计端快速实现“图纸——实物” 的转化。相较传统精密加工技术需要更长的周期来准备模具、工装等能够实现 设计端的快速落地和迭代。 二维截面叠层制造复杂结构件能够给予产品设计端更高的自由度，突破传统的 “制造决定设计”问题，实现“设计引导制造”。增材制造可以协助产品厂商在 设计上突破传统精密加工技术在复杂结构件制造的限制，给予产品设计端更高 的自由度；另外，增材制造技术能够有效结合拓扑优化设计、点阵结构设计、 一体化结构设计等，解决了结构优化存在的“制造决定设计”的问题，在产品 一体化、轻量化方面实现设计端的突破。
制造端：去模具、减废料、降库存，小批量生产优势显著。增材制造材料利用率 高、三维模型直接驱动、生产周期短等优势，能够在制造端实现降本、降库存等 优势。另外，其边际成本随打印数量下降相对平缓，相对传统制造方式存在规模 效应阈值，在小批量生产方面优势显著。增材制造材料利用率高。使用金属粉末、树脂等各种材料，以逐层叠加材料方 式制造产品，相较传统精密加工方式材料利用率更高，甚至能够达到 95%以上。 增材制造生产周期短，可以有效降低库存量。由于增材制造不需要模具和工装 等，使用原材料和设备即可打印产品，生产周期有效缩短，例如 GE 航空的燃 油喷嘴采用增材制造后库存量降低 95%。 增材制造规模经济效应相较传统制造方式存在阈值，降低最低有效生产规模所 需的资本投入，小批量生产方面优势显著。根据艾瑞咨询，随着生产规模的增 加，增材制造的边际成本下降相对传统制造方式更缓慢，这使得其在达到一定 的生产规模后将可能丧失其成本优势，但在阈值前的小批量生产方面优势显著。 增材制造灵活性强，具备高柔性生产能力。增材制造能够根据下游不同需求领 域灵活切换，具备高柔性的生产能力，但需要对设备扫描速度、分区扫描、激 光功率等参数设置等具备很深的理解。
3、增材制造行业产业链
（1）产业链情况介绍
增材制造产业链主要由原材料（金属、非金属粉末）、设备硬件（振镜系统、激 光器等）和辅助运行（扫描仪、软件等）组成上游，增材制造设备和产品制造服 务组成中游，以及下游的需求端组成，目前已覆盖航空航天、汽车、工业机械、 医疗等领域。
①上游：主要由原材料（金属粉末和非金属粉末）、设备核心硬件（振镜、激光 器、主板等）以及辅助运行的软件、扫描仪等组成。 原材料：国内金属粉末占比接近 40%，钛合金、铝合金及不锈钢为主。增材制 造原材料是影响增材制造产品质量的重要因素之一，是增材制造技术发展的物质基础。增材制造原材料目前主要可分为金属材料、非金属材料。数据显示， 在我国整个增材制造市场中，钛合金、铝合金、不锈钢分别占 20.2%、10.0%、 9.1%，合计占比 39.3%，其余多为非金属材料，包括尼龙、PLA、ABS 塑料、 树脂等。
设备核心硬件：激光器、振镜系统价值量占比较高，具备国产化替代空间。根 据南极熊 3D 打印网，激光器价值量占比一般为整体设备成本 20%以上；根据 铂力特招股说明书，振镜系统在各型号设备产品的成本中平均占比约为 6%。 随着设备升级，激光器和振镜在同一台 3D 打印机中安装的数量、品质也将提 升，二者价值占比将会更高。当前国内设备中激光器和振镜主要以国外进口为 主，根据华曙高科招股说明书，2019-2022 年激光器和振镜的平均进口比例分 别为 81.72%和 99.29%，其中激光器进口比例 22 年降为 69.90%，国产化替 代已在路上。
②中游：主要由增材制造设备（金属打印设备/非金属打印设备）和增材制造服 务组成。
增材制造设备：增材制造工艺较多，PBF 工艺的 SLM/SLS 设备占据主流。根 据国际标准化组织 ISO/TC261 增材制造技术委员会 2015 年发布的国际标准 ISO/ASTM52900:2015，3D 打印工艺原理可分为 7 大类：粉末床选区熔化（PBF）、 定向能量沉积（DED）、 立体光固化、 粘结剂喷射、材料挤出、 材 料喷射、 薄材叠层。 目前打印设备主要以 SLS/SLM、FDM、SLA、DLP 为 主，分别占比达 32%、15%、15%和 14%。
增材制造服务：制造费用为主要成本，存在一定规模效应。根据铂力特年报及 招股说明书中披露，自 2019 年至 2022 年，其 3D 打印定制化产品的成本占比 中折旧等制造费用始终维持 60%以上，但呈现下降态势；直接人工成本占比同 样在趋势上呈现下行；直接材料占比保持提升，2022 年达到 27.1%。虽然增 材制造定制化产品的成本构成取决于其产品本身复杂程度以及结构大小，但上 述制造费用、直接人工占比下降和直接材料占比提升在一定程度上能够解释增 材制造服务存在一定规模效应。
③下游：国内航空航天等为主要下游，下游具备开拓和渗透率提升空间。增材制 造目前已被广泛应用于航空航天、汽车、医疗等领域，并逐渐被尝试应用于更多 的领域中。根据 Wohlers Report 2022 报告显示，2021 年增材制造主要应用于 航空航天、汽车、消费及电子产品、医疗及牙科、学术科研等领域。对比全球与 中国下游应用领域，2022 年我国增材制造下游前五大领域（工业机械、航空航 天、汽车、消费&电子、医疗&牙科）的集中度达到 78.90%，而全球前五大领域 集中度为 69.90%，相比之下我国在下游领域拓展和渗透率方面均具备提升空间。
（2）中游设备环节处于产业链主导位置
产业链纵向分析：中游增材制造设备处于产业链主导位置，承上启下促进产业链 整体提升。增材制造产业链自上而下主要包含原材料和设备核心软硬件、增材制 造设备、增材制造服务等。其中，增材制造设备处于产业链关键位置，①对接下 游需求，开拓下游领域并提升渗透率：对接下游各领域需求并展开设备研发和迭 代，以提供适应相应下游领域需求的增材制造设备，推动增材制造技术在下游应 用领域的开拓和单一领域渗透率的提升；②为中游增材制造服务业务拓展开辟道 路：随着增材制造设备不断开拓下游领域并提升渗透率，中游增材制造服务业务 应运而生，企业可以通过购买增材制造设备的方式为下游提供产品制造服务，市 场空间不断扩容；③倒逼上游原材料产能扩充，提升效率，降低材料成本：在中 游设备对接下游需求的过程中，其对上游粉末的需求量和质量提出了更高的产能、 成本要求，倒逼上游原材料提升出粉率、材料利用率等，降低材料成本。 产业链横向分析：国内增材制造设备产值占比最高。根据 Wohlers Associates 统 计数据显示，2021 年全球增材制造产值（包括产品和服务）152.44 亿美元，同 比2020年增长19.50%，其中增材制造相关产品（包括增材制造设备销售及升级、 增材制造原材料、专用软件、激光器等）产值为 62.29 亿美元，同比增长 17.50%， 其中设备销售收入 31.74 亿美元；增材制造相关服务（包括增材制造零部件打印、 增材制造设备维护、技术服务及人员培训、增材制造相关咨询服务等）产值为 90.15 亿美元，同比增长 20.90%。而国内来看，2021 年中国增材制造设备规模 占比达 44%，增材制造服务规模占比达 31%，增材制造材料规模占比达 25%， 增材制造设备环节产值占比最高。 对比中国与全球增材制造产业产值结构，国内目前以中游的增材制造设备为主， 而全球则以增材制造服务为主，此种差异体现我国目前相较全球仍处于下游开拓 和快速渗透阶段。
二、两大驱动力推动市场空间扩容
1、2025 年国内市场规模有望突破 600 亿元，增速高于全球 水平
预计 2026 年全球增材制造市场规模达 362 亿美元，CAGR 为 19.0%。经过多年 发展，增材制造产业进入加速成长期，近五年增材制造行业在全球范围内整体呈 现增长态势。2020 年全球增材制造产业的行业增长率有所放缓，但 2021 年增材 制造行业恢复快速增长态势。根据《Wohlers Report 2024》报告显示，2023 年 全球增材制造市场规模（包括产品和服务）达到 200.35 亿美元，同比增长 11.1%。 根据《Wohlers Report 2023》预测，到 2026 年增材制造收入规模较 2022 年将 增长超 2 倍，达到 362 亿美元，到 2032 年增材制造收入规模将较 2022 年增长 5.7 倍，达到 1027 亿美元。 预计 2025 年国内增材制造市场规模达 600 亿元，增速高于全球水平。根据前瞻 产业研究院预测，随着增材制造市场应用程度不断深化，在各行业应用越来越广 泛，未来几年增材制造市场将保持快速增长态势，预计到 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 20%以上。
2、驱动力一：原型制造转向批量生产，增材制造在单一领 域渗透率有望提升
成本降低叠加生产效率提升，增材制造进入批量生产的转型期。根据前文增材制 造的特点，其规模经济效应相较传统制造方式存在阈值，在技术条件等保持不变 的前提下，随着生产规模的增加，增材制造的边际成本下降相对传统制造方式更 缓慢。相较传统制造方式，增材制造规模经济效应相对受限是目前普遍的认知， 但目前增材制造正在 1）一方面通过降低设备单价、增加单台设备激光器数量等 方式降低单位固定成本；2）另一方面通过降低粉末材料成本、加装粉末循环系统 等方式降低单位可变成本。两方面叠加推动增材制造规模经济效应曲线向下移动， 不断提高最大生产规模阈值，进而促进增材制造打破原型制造的局限，步入批量 生产的“增材制造 2.0”时代。 根据《Wohlers Report 2023》显示，2022 年，零部件直接制造的产值为 26.8 亿 美元，同比增长 22.1%，近六年增长率均超过 20%。
航空航天、医疗牙科、模型制造等领域已经开始批量应用，单一领域渗透率提升 成为关注重点。根据艾瑞咨询，2021 年国内工业级增材制造（占整体应用领域的 65%-70%）主要的应用领域集中于航空航天、模型制造、汽车制造及生物医疗， 合计占比达到 93%，并以金属类增材制造为主，其中航空航天占比达到 58%，是 目前国内增材制造应用的主要领域。
（1）航空航天&国防领域：成为技术迭代、规模扩张的基石领域
航空航天领域是当前增材制造需求落地最成功产业之一。随着产品型号的不断迭 代和技术的突破，航空航天领域对零部件提出了轻量化、集成化、缩短研发周期 以及复杂结构一体化成形等需求，这些需求和特性均与前文提到的增材制造的特 点完美契合。同时，航空航天领域相对其他行业对零部件的功能敏感性更高，价 格敏感性低，这为增材制造的优先落地奠定了基础。 根据《Wohlers Report 2022》显示，航空航天行业对增材制造技术的应用逐年增 长，是应用最广泛的行业，2021年全球航空航天增材制造规模达到25.61亿美元， 但相对于航空航天产业整体占比较小，随着金属 3D 打印技术的持续推广应用， 具有较大的增长潜力。
航空航天领域成为增材制造技术迭代、规模扩张的基石领域。目前，增材制造在 航空航天装备领域主要应用于飞机、发动机、导弹、火箭、卫星等精密零部件的 设计与制造等方向，应用零部件范围和品种逐步拓展，渗透率呈现提升态势。同 时，在扩展航空航天领域应用的过程中，下游客户不断对零部件的高可靠性、大 型化、轻量化、复杂构件制造以及成本降低和效率提高不断提出新的需求，反推 增材制造进行技术迭代和升级，对增材制造面对的多激光一致性、搭接稳定性以 及成本偏高等问题开展研究解决，促进了设备的升级换代和材料成本的下降，进 而迎合下游需求，推动增材制造在该领域的产值规模扩张。
（2）汽车制造：从设计端走向批量生产，模具制造打开新市场
1）原型制造
快速原型制造、轻量化等关键特点推动增材制造在汽车行业顺利切入。1）车企 研发周期不断缩短：在汽车“新四化”时代，为满足消费者对产品快速迭代的需 求，车企投放新车型的节奏越来越快。特别是在车市加速“内卷”的当下，车企 产品推出的速度在很大程度上影响着销量表现。根据第一财经报道，传统车企的 一个开发项目周期一般在 2 年左右，日企客户甚至长达 4~5 年。而为了抢占市场 先机，目前中国车企对供应商的开发周期要求普遍在 9 个月。2）汽车轻量化趋 势显著：随着碳排放标准日益趋严，汽车轻量化已成为全球汽车工业的一致目标。 根据欧洲汽车工业协会的研究，汽车质量每下降100公斤，百公里油耗可下降0.4L， 碳排放大约可以减少 1 公斤。新能源汽车每减重 10%，续航里程可提升 5-6%。 汽车制造的研发周期不断缩短和轻量化的需求，切实贴合了增材制造的优势所在。 增材制造通过三维模型的直接落地去除了繁琐的开模等工序，实现了快速原型制 造能力；并能够从设计端通过拓扑优化等方式实现轻量化。从设计端更好解决车 企的痛点和需求，增材制造实现了汽车行业的顺利切入。 比如，福特在德国默克尼希设立了快速技术中心，以便利用多种 3D 打印技术快 速制造原型。仅仅只需要数小时，工程师和设计师就能拿到设计成果，而使用传 统方法则需要等待几个星期。
2）零部件批量生产
局限逐步突破，汽车零部件增材制造的批量生产有望从高端车型向下铺开。观察 目前汽车行业增材制造的相对成批量应用案例，更多的集中在价格敏感度更低、 小批量生产的高端车型上，如宝马 M850i 夜空特别版的 3D 打印刹车卡钳，以及 宝马最强 6 缸发动机 S58 的 3D 打印零件等。而随着增材制造规模经济效益曲线 的不断下移，其小批量的局限有望逐步突破，批量生产也将从高端车型向下逐渐 铺开。 当前，通过整理公开资料可以发现，下游国内外车企均已对增材制造开展较大规 模布局，其中宝马汽车公司的“增材制造工业化和数字化”（IDAM）项目搭建的两条生产线已经能够实现年产 5 万零件的产能，并且同时运行，几乎不需要人工 介入。
根据 3dpbm 汽车行业增材制造白皮书，预计 2030 年增材制造汽车零部件市场 空间将达到 203.5 亿美元。根据 3dpbm2021 年发布的一份汽车行业增材制造白皮书，2020 年增材制造用于汽车零部件生产的收入为 26.78 亿美元，预计 2026 年为 129.74 亿美元，2030 年达到 203.5 亿美元（其中 25%是与电动汽车零部件 相关的生产）。同时，其对汽车零部件的主要应用四个部分：车身、电子附件、内 饰和动力部件以及后市场的增材制造应用空间进行更加细分的预测，其中动力部 件 2030 年的应用空间将达到 70 亿，在整体市场中占比最高。
3）模具制造
另外，随着增材制造在汽车领域的应用推进，模具制造或将打开新市场。 传统金属模具设计过程花费巨大。根据 3D 打印技术参考，一旦制作出大型金属 测试模具，设计过程中的机加工调整一次可能会花费 10 万美元，或者完全重做 模具可能会花费 150 万美元。另一位人士表示，大型金属模具的整个设计过程 通常需要花费约 400 万美元。 3D 打印砂型模具，助力一体化压铸降本增效。2023 年 9 月，根据路透社，特斯 拉 (TSLA.O) 结合了一系列创新技术，取得了技术突破，通过这项技术，特斯拉 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，而非仅压铸约 400 个 零部件。该技术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。为 此，特斯拉使用 3D 打印机用工业砂制作测试模具。通过粘结剂喷射技术，打印 设备将液体粘合剂沉积到薄薄的沙层上，并逐层构建可以压铸熔融合金的模具。 根据南极熊 3D 打印网，砂型铸造的设计验证过程的成本（即使有多个版本）也 是最低的——仅为金属原型的 3%；设计验证周期仅需两到三个月，而金属模具 原型则需要六个月到一年。这意味着特斯拉可以根据需要多次调整原型，使用 Desktop Metal (DM.N)及其子公司 ExOne、德国公司 voxeljet 以及其他几家国 产公司的机器在几小时内重新打印出一个新原型。 据上海证券报 2023 年 9 月 27 日报道，上海浦东临港的特斯拉超级工厂生产的特 斯拉 Model Y 车型的后底板总成系统，已经成功采用一体化压铸技术实现快速铸 型。相比传统方式，车身系统节省重量超 10%。另外，成本也有非常明显的优势， 得益于优化的结构设计以及材料回收利用成果，车的后底板总成系统采用一体压 铸方式后，成本降低了 40%。
（3）医疗&牙科领域：需求个性化带来批量应用
需求个性化带来增材制造的批量应用。基于人体存在个体差异而传统制造医疗器 械多为标准化样式或尺寸的现状，增材制造凭借可个性化定制的特点在医疗领域 内应用逐步广泛，主要应用方向包括制造医疗模型、手术导板、外科/口腔科植入 物、康复器械等（主要材料包括塑料、树脂、金属、高分子复合材料等），以及生 物增材制造人体组织、器官等。 增材制造技术在口腔医学中已逐渐成熟应用于义齿打印、矫正器制作、预演手术 模型制作、手术导板制作等，有助于提高精度和效率，降低手术风险。增材制造 技术在骨科植入方面也发展迅速，目前开始采用金属增材制造技术生产全膝关节 植入物、髋臼杯、脊柱植入物等，金属增材制造技术有利于模拟人体骨骼的层状 结构，通过多孔设计可以更好地与人体组织融合，促进骨骼生长，此外增材制造 技术亦为植入物设计带来了更高设计自由度。
随着未来经济水平和精准医疗要求的不断提升，增材制造技术在医疗行业的发展 将拥有巨大空间。据 Acumen Research and Consulting 发布的报告称，2022 年 全球医疗 3D 打印应用市场规模为 28 亿美元，到 2032 年将达到 110 亿美元，复 合年增长率为 16.6%。
3、驱动力二：颠覆各行业制造方式，下游应用领域不断开 拓
（1）消费电子领域：钛合金增材制造引领变革，有望打开行业天花板
荣耀、苹果领衔，3D 打印钛合金部件首次在消费电子领域大规模使用。
根据荣耀 CEO 赵明发布的“明哥答网友问”视频，华为荣耀 Magic V2 搭载的 “鲁班钛合金铰链”的轴盖首次采用了 3D 打印技术，卷轴的轴盖是影响折叠屏 厚度的关键，钛合金技术可以让轴盖变得更轻更薄，相比铝合金材质的强度提 升了 150%，铰链宽度降低 27%，而且更韧、更耐腐蚀，带动折叠屏整体厚度 和重量的下降。2023 年 10 月 12 日，荣耀正式发布的荣耀 Magic Vs2 同样采 用钛合金 3D 打印技术制成的荣耀鲁班钛金铰链。
钛合金加工难度大，增材制造具备材料利用率高的优势。钛合金具有弹性模量低、 弹性变形大、切削温度高、导热系数低、高温时化学活性高等特点，相较铝合金 的加工难度更大，加工过程中容易出现加工硬化、刀具磨损等现象，采取传统机 加和减材制造的方式效率偏低，材料利用率低。而钛合金的增材制造则能够实现 较高的材料利用率，并随着近年设备的效率的提升和成本的下降，加工优势逐渐 显现。
（2）人形机器人领域：轻量化需求和复杂结构繁多，增材制造带来效 率提升
人形机器人目前处于研发的快速迭代期，而增材制造具备大大缩短研发周期、快 速原型制造能力、轻量化等特点，在研发和小批量阶段具备显著优势，能够实现 研发端切入。
人形机器人具备复杂结构繁多、轻量化需求等特点，处于研发的快速迭代期， 对制造方式提出更高需求。1）缩短研发周期需求：当前，人形机器人处于产业 发展前期，研发需要不断迭代，并根据未来应用场景不断在设计端调整和试验。 在产业发展前期，一家企业若能够快速推出稳定、适合下游需求并能够量产的 产品，将迅速实现占据市场的优势。因此，人形机器人对研发周期的缩短和快 速原型制造能力提出较高需求。2）轻量化需求：人形机器人要实现类似人的灵 活性，对其结构和制造的轻量化提出了更高的需求。3）复杂结构制造需求：人 形机器人内外部结构复杂，通过传统制造方式将带来较大的供应链管理压力， 对复杂结构件的一体化制造提出了更高的需求。
增材制造的快速原型制造能力、轻量化等特点以及复杂结构件制造的独特优势， 决定了其在人形机器人将具备优势。根据 3D 打印技术参考，波士顿动力的 Atlas 人形机器人使用 3D 打印技术来帮助减重、提高空间利用率并提升效率，其使用 3D 打印开展以下优化：1）3D 打印定制非标部件（如伺服阀）；2）3D 打印优 化结构设计，减轻机器人肢体惯性；3）3D 打印液压动力单元（HPU）实现更 高效率。
（3）核能领域：直击需求痛点，有望打开广阔市场
核能设备复杂件完美适配增材制造工艺，实现高效率生产与替换。随着我国核电 事业的快速发展，部分核能设备的设计变得更加精密复杂，此等复杂件若采取传 统制造方式生产存在生产周期长、制造工序繁杂、产业链条冗长等问题。而采取 增材制造能够实现一体化、快速成型，并大大降低零部件重量和体积，实现复杂 精密构件的生产。 增材制造能够发挥显著制造和设计优势。根据中国核动力研究院何戈宁主任的《增 材制造赋能，核创共进》主题演讲，中国核动力研究院的 3D 打印模块化高效换 热设备项目采取选取熔化技术，打印的换热设备与传统的换热设备相比，重量、 体积、零部件数量、制造周期均减小 90%以上，因为重量、体积的减少，制造成本降低 50%以上。
国内外研究及应用逐渐增加，未来有望打开能源市场。国外橡树岭实验室、西屋 电气公司、法马通公司等核电巨头都在积极研发增材制造技术，中国中核北方核 燃料元件有限公司、中国核动力研究设计院等也在致力于该技术的核工业应用。 随着国内外研究及应用探索的逐渐增加，未来增材制造在能源领域的渗透预计将 不断提升，成为下一个潜在爆发点。
（4）模具领域：3D 打印随行水路贴合产业需求，鞋模领域商业化取 得较快发展
增材制造随行水路设计贴合产业需求，鞋模领域商业化取得较快发展。随形水路 又名随型水路，是一种基于 3D 打印技术的新型模具冷却水路。因其加工特性， 随形水路可以很好的贴合产品形状，且水路截面可以做圆形以外的其他任意截面。 注塑时塑胶产品的冷却主要靠模具冷却水路来完成，而传统冷却水路是通过铣床 等机加工工艺制造，水路形状有局限性，且距离模仁表面更远，导致冷却效率低、 注塑周期长、冷却不均匀、产品变形量大、良品率低等。而增材制造随形水路可 以使水路根据零件形状均匀排布，在积热区域可以增加水路密度，从而使型腔温 度均衡、提升产品良率，有效降低冷却周期，提高生产效率。根据毅速 3D 打印， 相比传统水路，随形水路可根据注塑件形状均匀排布，从而降低冷却时间 20%~80%，减少变形量 15%~90%；虽然模具成本略有增加，但综合注塑产能、 良品率等因素，最终整体效益大幅提高。目前随形水路主要采用选区激光熔融 （SLM）3D 打印技术与扩散焊技术来进行加工，由于 SLM 3D 打印技术可做出 更为复杂与圆滑的水路形状且成本更低，因此 SLM 3D 打印技术在随形水路上应 用更为广泛。
鞋模赛道进展较快，多家企业与头部增材制造设备商开展合作。鞋模制造作为传 统加工行业之一，其完整工序包括设计、木模制造、铸造、模具制作、咬花、喷 砂、电镀/喷铁氟龙防护处理等工序。整个加工过程非常复杂，周期长，成本高， 需要耗费大量的人工及满足严格的绿色环保要求。而增材制造在鞋企的应用大大 简化了鞋模的生产流程，大大提高了生产效率，不断提高产品更新速度。SLM 技 术直接金属 3D 打印成型，可免去木模、铸造和咬花等工序，实现更快的产品交 付、更有立体感的花纹呈现效果和更环保的制造方式。金属 3D 打印成为各大鞋 模厂商关注的焦点，纷纷加入了解、测试，并积极应用推广，金属 3D 打印技术 势必掀起鞋模行业的革命和创新。根据汉邦科技，若采用汉邦科技 HBD-350T 设 备打印 39 小时，综合打印成本已经降至约 1500 元/公斤（自用设备情况下），并 可在 5~7 天完成整套模具交付，对比传统加工方式效率得以明显提升，可以实现 更加复杂、带防伪纹路的鞋模，并且对于精密铸造和 CNC 现场管理、节约人工 等具有优势。
合作案例： 2022 年 6 月，中科丰阳（福建）科技有限公司与铂力特达成合作。中科丰阳作 为“鞋都”的海滨城市泉州（全国最大的鞋业生产、加工、贸易基地之一）的 科技型鞋模生产企业将通过铂力特引入金属 3D 打印技术和高端设备，将其与自 主研发技术结合，广泛应用于各类专业运动鞋底模具的制造中。 2023 年 7 月 21 日，西安铂力特增材技术股份有限公司与永京集团签署战略合 作协议。本次签约展示出双方对建立长久、稳固、深入战略合作的信心，双方 将充分发挥各自的优势，在模具设计优化、工艺迭代、材料研制和新应用开发 等领域精诚合作。根据华曙高科公告，2021 年华曙高科公司前五大直销客户中第五大客户为东莞 市站胜模具有限公司，双方达成深度合作。销售的型号包括 FS273M、FS421M 和 FS721M。
三、竞争格局：头部玩家初露锋芒
全产业链布局与专业化布局并存。根据前文所述，从产业链角度来看，增材制造 行业的细分领域主要包括增材制造材料、增材制造设备及增材制造服务三部分。 当前，从产业链环节布局来看，国内目前主要存在两类布局情况：1）全产业链 布局：以铂力特为代表，业务自增材制造设备向上下游延伸至粉末材料及打印服 务，并不断打通软件、振镜等核心构件的布局；2）专业化布局：华曙高科、有 研粉材、飞而康、中航迈特等企业为代表，专业从事某一环节，但存在向上下游 拓展的趋势，如华曙高科、中航迈特等。
各环节主要参与者相对稳定，头部玩家初露锋芒。从各产业链环节分别分析，国内增材制造行业处于应用拓展和快速增长的初期，属于增量市场的竞争，各环节 虽然出现了一定的新晋参与者，但主要参与者仍保持相对稳定，并且头部玩家凭 借长期技术积累、吸取下游反馈迭代软硬件等方式，已开始初露锋芒。
1、原材料环节主要参与者情况
原材料端：各大参与者争先扩产，布局增材制造粉末。当前，增材制造材料端主 要以钛合金、高温合金、模具钢以及铝合金等粉末材料为主。主要参与者包括铂 力特、有研粉材、中航迈特、威拉里、西安赛隆以及众远新材料等公司。根据统 计，目前原材料端的主要参与者均具备产能扩产计划，抢占增材制造粉末市场。 根据不完全统计，扩产计划合计将扩充增材制造粉末（不区分粉末种类）产能达 到 1.8 万吨以上。
2、设备环节主要参与者情况
增材制造设备端：头部玩家初露锋芒。目前国内增材制造设备环节主要参与者包 括铂力特、华曙高科、易加三维、汉邦科技等公司。其中，铂力特凭借其全产业 链布局，具备更强对产业链整体的掌控能力，能够为客户提供金属增材制造与再 制造技术全套解决方案，并利用全产业链的解决方案带来的更强的技术能力和成 本优势迅速扩大市场，成长为当前设备环节的龙头。另外，华曙高科作为 SLS 和 SLM 设备的提供商，具备国际化战略方向和布局，国内外设备销售量快速增 长，成为我国工业级增材制造设备龙头企业之一。
头部玩家不断推动增材制造进入新应用领域，并积极走向国际市场。根据前文所 述，增材制造设备处于产业链主导位置，具备承上启下促进产业链整体提升以及 开拓应用领域及市场的功能。经过多年的技术积累和产业链布局，铂力特、华曙 高科等头部玩家初步展现核心竞争力，更大尺寸、更多激光的增材制造设备陆续 发布。根据 TCT 亚洲视角，超大尺寸、超多光束激光选区熔化设备能够在批量 打印小截面积、小高度产品中发挥高集成度的性价比优势。头部玩家凭借多激光、 大幅面等方式提高效率、降低成本，推动增材制造走向 3C 电子、鞋模、汽车制 造等新应用领域。另外，铂力特、华曙高科、汉邦科技等公司均对国际市场进行 了一定布局，通过在国外设立子公司的方式开辟国际市场，与国际竞争对手同台 竞技。
3、增材制造服务环节主要参与者情况
增材制造服务：国内金属 3D 打印机保有量超 3500 台，铂力特成为工业级增材 制造服务提供商龙头。当前，国内提供增材制造服务的主要参与者包括铂力特、 飞而康、鑫精合、钢研极光、铖联科技（义齿打印云工厂）以及各军工院所等。 根据南极熊 3D 打印网统计和估算，国内用于加工服务的金属 3D 打印机保有量 超过 3500 台，铂力特以约 380 台设备及近 1400 个激光头数量成为面向航空航 天、3C 电子、鞋模等多领域金属增材制造服务提供商龙头。
四、产业链核心标的
1、铂力特——增材制造全产业链覆盖龙头
铂力特是一家专注于工业级金属增材制造的高新技术企业，为客户提供金属增材 制造与再制造技术全套解决方案，业务涵盖金属增材制造设备的研发及生产、金 属增材制造定制化产品服务、金属增材制造原材料的研发及生产、金属增材制造 结构优化设计开发及工艺技术服务，构建了较为完整的金属增材制造产业生态链， 整体实力在国内外金属增材制造领域处于领先地位。 2016-2023 年公司营收自 1.66 亿增至 12.32 亿，复合增长率为 33.2%；归母净 利润自 3132.7 万增至 14159.4 万，复合增长率为 24.05%。2023 年，公司营收 12.32 亿（同比+34.24%），归母净利润 14,159.4 万（同比+78.11%），2024Q1 公司营收 2.06亿（同比+54.72%），实现归母净利润 134.35 万（同比+104.72%）。 公司于 2020 年 10 月推出限制性股票激励计划，剔除股份支付影响，公司归母 净利润逐年稳步提升，2021-2023 年，公司剔除股份支付影响的归母净利润自 1.20 亿增至 2.20 亿元，复合增长率为 35.4%。
全产业链布局赋予铂力特强大优势，推动行业走向成熟，定增扩产打开产能瓶颈。 铂力特作为国内全产业链布局的龙头，其业务自增材制造设备向上下游延伸至粉 末材料及打印服务，并不断打通软件、振镜等核心软硬件的布局。全产业链布局 给予了铂力特及时、快速、高效响应下游需求，开拓新的应用领域并提供完整解 决方案等优势，能够作为“主推者”加速行业成熟和下游开拓，并以优异的解决 方案强化客户粘性，在产业成熟的过程中全环节受益。2023 年 12 月 27 日，公 司发布《2022 年度向特定对象发行 A 股股票上市公告书》，公司向特定对象 3204.81 万股募集资金总额 30.29 亿元，用于金属增材制造大规模智能生产基地 项目及补充流动资金项目。针对公司金属增材制造产业化发展需求，拟投资 250,936.41 万元，在公司拟购置土地上，建设高品质金属 3D 打印原材料粉末生 产线、高效和高精度金属 3D 打印定制化产品生产线，建造生产车间、厂房，总 建筑面积约 16.32 万平方米。项目配套金属 3D 打印粉末自动生产线、产品检验 检测设备、大尺寸/超大尺寸 3D 打印设备和后处理设备等合计 505 台/套。此次 定增扩产将大幅提升公司金属增材定制化产品和原材料粉末的产能，满足航空航 天、医疗及汽车等应用领域对增材制造快速增长的需求，并同时满足公司和行业 对金属增材制造粉末的需求。
2、华曙高科——SLS+SLM 双布局，坚持走国际化战略
公司 SLS+SLM 公司专注于工业级增材制造设备的研发、生产与销售，致力于为全球客户提供金属（SLM）增材制造设备和高分子（SLS）增材制造设备，并提 供 3D 打印材料、工艺及服务。公司核心产品为具有自主知识产权和应用核心技 术的金属 3D 打印设备和高分子 3D 打印设备，同时向客户提供自主研制的 3D 打印高分子粉末材料。公司拥有产品和服务所对应的完整知识产权体系，自主开 发了增材制造设备数据处理系统和控制系统的全套软件源代码，是国内唯一一家 加载全部自主开发增材制造工业软件、控制系统，并实现 SLM 设备和 SLS 设备 产业化量产销售的企业。 2019-2023 年公司营收自 1.55 亿增至 6.06 亿，复合增长率为 40.62%；归母净 利润自 1795.05 万增至 1.31 亿，复合增长率为 64.41%。2023 年，公司营收 6.06 亿（同比+32.74%），归母净利润 1.31 亿（同比+32.26%），2024Q1 公司营收 1.24 亿，同比增长 23.49%；实现归母净利润 0.26 亿元，同比增长 28.44%。
出海先锋，坚持走国际化战略。公司分别于 2017、2018 年成立美国华曙和欧洲 华曙子公司，并且在亚太地区发展本地代理或经销商，早早实现国际化布局，并 在重要战略区域配备了经验丰富的售后工程师，打造“本地化、专业化”全球售 后服务网络，以最快速度响应客户需求。2023 年中报，美国华曙和欧洲华曙分 别实现 2264.72 万元和 3128.09 万元收入，欧洲华曙净利润实现 576.32 万元。 2023 年 11 月 7-10 日，公司在德国法兰克福 Formnext 展会上，现场展示双激光 Flight SS403P-2 光纤激光设备与 FS621M 金属增材制造设备，这两款设备均已 被欧洲用户订购。此次是 Formnext 展会历年来首次在现场展出的最大尺寸粉床 技术金属增材制造设备，也是华曙高科实施国际化战略、布局海外市场的重要举措。根据 3D 打印技术参考，弗劳恩霍夫材料与光束技术研究所（Fraunhofer IWS） 近期将安装一台“独特的”工业级大尺寸金属 3D 打印设备。该设备来自华曙高 科，是一款基于粉末床技术的金属激光熔融设备，可以打印铝合金、钛合金、镍 基高温合金、不锈钢、铜合金以及其它金属粉末材料，生产复杂结构实体部件。 Fraunhofer IWS 研究所所长 Christoph Leyens 教授强调：“此次引进大尺寸增材 制造技术，将为 SpreeTec neXt 项目和萨蒂亚地区的工业转型注入强大的驱动力， Fraunhofer IWS 将助力德国东部地区中小企业开发出具有独特优势、高附加值 的工业产品。
3、有研粉材——布局 3D 打印粉末材料，有望带来高速增长
有研粉材自设立以来一直专注于先进有色金属粉体材料的设计、研发、生产和销 售，主要产品包括铜基金属粉体材料、微电子锡基焊粉材料和 3D 打印粉体材料 等，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，已成为国际领先 的先进有色金属粉体材料生产企业之一。 2019-2023 年公司营收自 17.12 亿增至 26.81 亿，复合增长率为 11.87%；归母 净利润自 6019.23 万降至 5511.93 万，复合增长率为-2.18%。2023 年，公司营 收 26.81 亿（-3.58%），归母净利润 5511.93 万（-0.59%），2024Q1 公司营收 6.61 亿，同比上升 8.76%；实现归母净利润 977.89 万（同比-8.44%）。 公司新设立有研增材子公司，规划 500 吨/年增材项目。2021 年 12 月，公司与 全资子公司北京康普锡威、钢研投资共同设立新公司有研增材技术有限公司，公 司合计持股比例 80%（含康普锡威 20%），钢研投资占比 20%。设计产能 2500/ 年，其中增材 500 吨/年。有研粉材将围绕航空航天、汽车、国防军工、医疗健 康、模具设计等下游应用领域，重点开发、生产增材制造金属粉体材料，以及软 磁粉末、注射成型（MIM）粉末、真空钎焊粉末等高温特种粉体材料产品，设计 产能共计 2,500 吨/年。其中增材制造金属粉体材料设计产能 500 吨/年，高温粉 末材料设计产能 2,000 吨/年。2019-2023 年公司综合毛利率自 11.20%降至 8.31%。 铜基金属粉体材料和微电子锡基焊粉材料已成为公司两大核心主业，2023 年主 营业务收入占比合计 99.6%。其中，2019-2023 年铜基金属粉体材料营收占比自 72.0%降低至 55%，仍为公司第一大业务；微电子锡基焊粉材料营收占比自 18.4%提升至 30%；3D 打印粉体材料营收占比由 0.1%提至 1.14%。
4、超卓航科——布局冷喷涂增材再制造技术，瞄准航空航 天维修后市场
超卓航科自设立以来，公司专注于航空机载设备维修，主要从事军用及民用航空 器气动附件、液压附件、燃油附件和电气附件的维修业务。公司经过多年研发创 新，通过产线定制化设计、原材料供应链与原材料质量检测体系的构建、金属粉 末的配制和改性、冷喷涂工艺参数的研发以及基体材质的适配性研究，实现了多 种金属材料的高强度沉积，建立了公司冷喷涂增材制造技术体系，并将该技术成 功应用于机体结构再制造领域。公司是国内少数掌握冷喷涂增材制造技术并产业 化运用在航空器维修再制造领域的企业之一。 2019-2023 年公司营收自 0.51 亿增至 2.70 亿，复合增长率为 51.69%；归母净 利润自1071.28 万降至-3500.16 万。2023 年，公司营收 2.70 亿（同比+93.38%）， 归母净利润-3500.16 万（同比-159.64%）。2024Q1 公司营收 0.86 亿（同比 +42.90%），实现归母净利润 0.17 亿（同比-19.82%）。 公司自成立以来，深耕航空机载设备维修十余载。通过多年技术积淀与工艺创新， 公司服务的产品种类不断丰富，业务结构不断完善。2015 年以来，公司以冷喷 涂增材制造技术作为核心攻克目标，逐渐切入机体结构再制造、零部件生产制造 业务。
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（转自：未来智库）
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