金屬增材制造方興未艾，產業(yè)鏈上下游持續(xù)突破

文：黎韜揚
來源：中信建投證券研究

在蘋果、華為等頭部廠家的示范效應之下，消費電子鈦合金形成明顯趨勢，未來增材制造滲透率有望進一步提升；作為傳統(tǒng)金屬3D打印下游應用的航空航天領域也迎來了加深，多次助力火箭成功發(fā)射。同時金屬增材制造上游粉末制備與回收技術不斷升級，核心元器件國產化替代有望加速。隨著上下游產業(yè)鏈取得持續(xù)突破，看好金屬增材制造未來巨大的發(fā)展空間。

當前，金屬增材制造行業(yè)進入了快速發(fā)展期，正在向規(guī)模化發(fā)展蛻變，產業(yè)鏈上下游取得持續(xù)突破。

在下游應用方面。2023年作為手機鈦合金元年，包括蘋果、華為在內的多家3C廠商在自己的旗艦產品上使用了鈦合金3D打印技術。2024年，隨著蘋果頭顯設備 Vision Pro于2024年1月19日開啟預售，鈦合金3D打印有望在電子消費領域迎來進一步擴展。在航空航天領域，金屬3D打印在火箭方向取得突破，助力“TH-12”和“引力一號”的成功發(fā)射。

在上游原材料方面。中體新材和蘇州倍豐已經實現鈦合金3D打印廢棄粉末回收再利用，并且將大量供貨。南通金源智能技術有限公司成功研發(fā)1000kg超大容量真空氣霧化制粉設備，實現了高品質3D打印金屬粉末產品的大批量、連續(xù)化生產。此外，鉑力特布局國產振鏡，增材制造設備核心元器件國產化替代加速。

金屬增材制造下游應用領域不斷拓展，3C和航空航天領域應用迎來持續(xù)突破

1、鈦合金3D打印技術有望提高在3C領域的滲透率，或將迎來大規(guī)模產業(yè)化。
華為實現首次3D打印在消費電子領域的規(guī)?；瘧?。2023年7月，華為榮耀MagicV2折疊屏手機鉸鏈宣告使用鈦合金3D打印技術制造，在折疊狀態(tài)下厚度僅為9.9毫米，采用3D打印使其重量減輕了62%，并將鉸鏈部件的數量從92個減少到僅4個，與傳統(tǒng)加工的鋼和鋁部件相比，定制的鈦合金部件的強度也得到了提高。隨著榮耀Magic V2的發(fā)售，未來榮耀折疊屏手機出貨量還有望大幅增加，從而帶動3D打印零部件的需求。

蘋果多產品有望使用鈦合金3D打印。蘋果虛擬頭顯設備Apple Vision Pro將于1月19日在Apple Store零售店和美國Apple Store在線商店開啟預售，Vision Pro的首批備貨40萬左右，2024年的銷量目標是100萬臺，第三年達到1000萬臺。其中框、外殼都大量使用了鈦合金材料。繼2023年9月發(fā)布的Apple Watch Ultra2手表邊框使用鈦合金3D打印后，蘋果有望未來在 Vision Pro和iPhone15 pro/Pro Max產品生產上使用鈦合金增材制造技術。我們預計蘋果公司未來增材制造市場規(guī)模有望超過100億元。

2、金屬3D打印在航空航天領域應用取得進一步加深
2024年1月，天兵科技為大型液體運載火箭天龍三號配套研制的110噸推力液氧煤油火箭發(fā)動機“天火十二“（簡稱TH-12）圓滿完成首飛批次校準熱試車。TH-12火箭發(fā)動機在國內首次采用超大尺寸推力室不銹鋼3D打印制造技術，渦輪盤熱力組件3D打印技術等四十余項關鍵創(chuàng)新技術

2024年1月11日，東方空間技術（山東）有限公司自主研制的引力一號（遙一）海瀾之家號運載火箭搭載云遙一號18星-20星共3顆衛(wèi)星順利進入預定軌道，飛行試驗任務獲得圓滿成功。鉑力特深度參與了“引力一號”的研制工作，使用LSF技術實現火箭大型結構件的快速打印，降低了零件生產周期和成本，縮短研制周期，大大提升材料的利用率，降低了制造成本，助力全球最大固體火箭“引力一號”成功發(fā)射。

上游原材料制備工藝不斷升級，增材制造設備核心元器件國產化替代加速


1、鈦合金3D打印廢棄粉末回收取得技術突破，進一步降低打印成本。
南極熊報道，2023年12月，中體新材成功開發(fā)回收鈦合金廢料的可持續(xù)發(fā)展綠色技術，將鈦合金廢料轉化為金屬增材制造原料，目標實現材料的閉環(huán)循環(huán)使用，為3D打印市場提供高質量的全回收鈦合金粉；蘇州倍豐也在TC4 回收料的霧化和3D打印中成功回收了TC4粉末，其在粉末特征、粉末流動性、粉末化學成分和3D 打印樣棒的拉伸性能等關鍵指標中均取得了優(yōu)異的成績，達到行業(yè)先進水平。相比于其他的金屬粉末，鈦合金粉價格較高。因此將金屬廢料回收再利用的制粉工藝將極大降低金屬3D打印粉末材料的成本，也會對擴寬3D打印應用場景提供更多的可能性。

2、金屬粉末制備技術突破瓶頸，粉末質量穩(wěn)定性不斷提升。
南極熊報道，2024年1月10日，南通金源智能技術有限公司自主研發(fā)的1000kg超大容量真空氣霧化制粉設備JY-V1000近日試生產驗收成功，即將投入使用。該設備突破傳統(tǒng)300kg常規(guī)制粉投料容量瓶頸，單爐裝爐量達到1000kg，金屬粉末制備產能、效能得到了全面升級，實現了高品質3D打印金屬粉末產品的大批量、連續(xù)化生產，提升了粉末批次穩(wěn)定性的同時，降低粉末生產成本。

3.、鉑力特大力布局國產振鏡，未來國產核心元器件需求或將爆發(fā)。
2023年12月，鉑力特花費2352萬元戰(zhàn)略投資光學掃描振鏡廠商北京正時精控，占股15%。正時精控核心技術團隊已長期深耕掃描振鏡產品，具有深厚的技術積累，整體技術水平可以滿足公司金屬 3D 打印設備裝機應用需求。鉑力特對上游核心元器件進行戰(zhàn)略投資布局，將有助于推動國產化替代。

風險提示
1.軍工訂單不及預期。國內金屬增材打印行業(yè)下游客戶集中于軍工行業(yè)，收入最終主要來源于國家的國防裝備支出。軍工行業(yè)屬于特殊的經濟領域，主要受國際環(huán)境、國家安全形勢、地緣政治、國防發(fā)展水平等多種因素影響。若未來國際形勢出現重大變化，導致國家削減國防開支若軍工訂單不及預期則可能影響到行業(yè)企業(yè)的營收。

2.產業(yè)政策風險。增材制造行業(yè)系國家重點扶持的戰(zhàn)略新興產業(yè)，國家產業(yè)政策對該行業(yè)的發(fā)展起到了積極的引導作用。如果未來政府對行業(yè)支持政策發(fā)生變化導致財政稅收優(yōu)惠、政府補助及科技扶持等政策縮減甚至取消，將會對行業(yè)生產經營造成不利影響。

3.技術迭代風險。隨著增材制造技術的發(fā)展，應用領域的擴大，技術的升級迭代加快，不同技術之間的競爭加劇，技術創(chuàng)新和新產品開發(fā)仍是行業(yè)競爭的關鍵。若企業(yè)無法保持技術先進性則可能導致競爭力下降。

4.供應鏈風險。國內增材制造領域振鏡、激光器等核心零部件進口依賴嚴重，若因地緣政治導致進口受限，且短期內無法國產化替代，則可能影響到企業(yè)產品的交付。

黎韜揚：研發(fā)部執(zhí)行總經理、軍工與新材料團隊首席分析師，北京大學碩士。2015-2017年新財富、水晶球、Wind軍工行業(yè)第一名團隊核心成員，2018-2022年水晶球軍工行業(yè)上榜，2018-2020年Wind軍工行業(yè)第一名，2019-2022年金牛獎最佳軍工行業(yè)分析團隊，2018-2022年新財富軍工行業(yè)上榜、入圍。