某某工厂-专业生产加工、定做各种金属工艺品

（报告出品方/作者：中信建投证券，黎韬扬）

1.1 全球：增材制造市场高速增长，金属增材制造产值领跑增材制造行业

全球增材制造市场规模高速增长，整个增材制造市场从疫情期间回暖，增速稳定。根据 Wohlers Associates， 全球增材制造行业产值从 2003 年的 5.29 亿美元增长至 2022 年的 180 亿美元，CAGR 达 19.58%。2020 年受疫 情影响年同比增速短暂下滑至 7.51%，但 2021 年快速回升 19.49%。2022 年行业产值达 180 亿美元同比增长 18.3%，预计 2025 年将达 298 亿美元，2031 年将达 853 亿美元。世界上许多国家都在努力加大对 3D 打印技术 的支持力度，但美国仍然是世界上最大的 3D 打印市场国家。2021 年，美国的工业级 3D 单位销量占世界的 45.5%，即 2021 年全球接近一半的 3D 打印设备从美国的设备商买入。

金属增材制造市场增速领跑增材制造行业。根据 AMPOWER，2021 年全球金属增材制造市场规模达 25 亿 欧元，从需求端测算预计 2026 年将达到 75.8 亿欧元，CAGR 达 25%，从供给端测算预计 2026 年将达到 78.1 亿欧元，CAGR 达 26%。德勤报告《2019 科技、传媒和电信行业预测》指出，当前全球增材制造正从塑料打 印向万亿美元级金属打印转变，金属市场占比从 2017 年的 28%增长至 2018 年的 36%，增速迅猛。

从业务构成看，打印设备和打印服务占据增材制造行业主要市场份额。根据 Wohlers Associates，2021 年 增材制造市场份额中，增材制造服务占比 40.09%，打印装备占比 22.42%，增材制造原材料占比 17.04%，增材 制造服务市场份额占比远超出其他业务。从原材料看，增材制造原材料市场由非金属主导。根据 Wohlers Associates，聚合物粉材/光敏树脂/聚合物丝材/金属材料占比分别为 34.7%/25.2%/19.9%/18.2%。

1.1.1 金属原材料：原材料市场规模快速增长，金属原材料增速领先

增材制造原材料市场规模快速增长，其中金属原材料增速领先。根据 Wohlers Associates 统计数据显示， 全球增材制造专用原材料销售金额从 2012 年的 4.17 亿美元增长至 2021 年的 25.98 亿美元，CAGR 达 22.54%， 2021 年金属原材料占市场比重约 18.20%。2021 年金属原材料销售额达 4.74 亿美元，同比增长 23.50%，五年 CAGR 达 26.80%，金属原材料市场增速保持强劲。

1.1.2 金属增材制造设备端：金属增材制造设备市场稳步增长，美国累计装机量占比领跑全 球

工业级金属增材制造设备市场稳步增长。据 Wohlers Associates，17A-21A 全球金属增材制造设备销售总额 分别为 7.21/9.49/10.91/10.86/12.34 亿美元，销售设备数量达 1768/2297/2327/2169/2390 台。金属增材制造设备 销量快速增长主要受益于金属增材制造技术的普及，近年来以 SLM 为代表的一批专利陆续到期，金属增材制 造技术加速渗透推广。51漫画

从区域分布来看，美中日德占据全球 60%以上增材制造设备累计装机量。根据 Wohlers Associates，2021 年美国/中国大陆/日本/德国占全球增材制造设备累计装机量的 33.1%/10.6%/8.9%/8.3%，较 2017 年2.8pct/+0.0pct/-0.4pct/-0.1pct。发达国家累计装机量占比略有下降，美国累计装机量占比仍领跑全球，中国累计 装机量占比总体稳定，新兴国家累计装机量占比逐步提升。

世界增材制造行业从诞生到现在，仅仅经历三十多年的发展时间，但行业快速增长，尤其是近 10 年来， 行业产值加速提升，显示出非常强的生命力。原材料端：整个增材制造原材料市场保持快速增长，2012A2021A 增材制造原材料市场的 CAGR 达 22.54%，全球金属级增材原材料产值激增，在 2017A-2021A，其 CAGR 达到 26.80%，整个原材料市场都仍然处于快速增长期。设备端：工业级金属增材制造设备市场稳步增 长。17A-21A 全球金属增材制造设备销售总额的 CAGR 为 14.38%，装备销售量近五年也保持相对稳定。装机 量来看，发达国家累计装机量占比略有下降，美国累计装机量占比仍领跑全球，中国累计装机量占比总体稳定， 新兴国家累计装机量占比逐步提升。

1.2 中国：增材制造产业规模快速扩张，金属占据重要地位

中国增材制造产业规模快速扩张。根据 Wohlers Associates，Inc.统计数据显示，截至 2021 年末中国工业增 材制造设备安装量市场占比 10.60%，为全球仅次于美国的第二大市场。根据华曙高科招股说明书，中国增材 制造产业产值从 2017 年的 96 亿元增长至 2020 年的 208 亿，同比增长 32.06%，CAGR 达 29.40%。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 20%以上。 我国增材制造主要市场份额由增材制造设备贡献。根据华经产业研究院，2021 年设备/材料/服务分别占据 3D 打印行业市场份额的 49.5%/26.5%/24.0%，打印设备贡献了行业产值的半壁江山。

我国增材制造原材料中金属占比约四成，远超国际水平。根据艾瑞咨询，2022 年中国增材制造原材料市 场中，金属约为占比 39%；而根据 Wohlers Associated，2021 年全球金属在原材料中的占比约为 18.2%。中国 金属材料占比较高可能系当前增材制造下游应用集中于航空航天、医疗、模具等特殊场景。金属增材制造作为 高端的、高附加值的增材制造技术，增长前景远超非金属材料。

1.3 政策面：政策积极扶持争夺增材高地，标准化持续推进政策环境良好

以美国为代表的发达国家，政策出台早，力度大。早在 2012 年，美国国防部、能源部、宇航局、商务部等政府部门与企业、学校、非营利组织共同出资成立了国家增材制造创新研究所。而欧盟早在上世纪 80 年代 就开始为 3D 打印项目提供资金，并在 2004 年组建了欧洲 3D 打印技术平台。总体来看，增材制造在多国被列 为国家级重大战略，政策扶持力度大。

我国高度近年出台大批扶持政策，但力度有待进一步提升。2017 年发改委发布《增强制造业核心竞争力 三年行动计划(2018~2020 年) 》，提出“发展重大技术装备整机和成套设备，加强重大技术装备研发和产业化能 力建设”。2021 年，增材制造相关技术被列入《“十四五”智能制造发展规划》。但总体而言，增材制造领域尚 无专门国家战略级政策文件，相比美国，政策支持力度有待进一步提高。

我国金属增材制造标准化水平仍存不足，当前正加速推进。美国目前已建立从“General Top-level”、 “Category”到“Specialized”三层标准体系，覆盖设计、测试、安全、数据传输等诸多领域，标准体系完备。而根 据国标委等六部委发布的《增材制造标准领航行动计划（2020-2022 年）》，我国增材制造仍存在标准缺失、 国际标准跟踪转化滞后、市场主体参与国内国际标准化工作程度不高等问题。近年来，我国增材制造标准化工 作快速推进，一批增材指标标准陆续推出。

金属增材制造产业链完备。根据华曙高科招股说明书，增材制造产业上游包括原材料、零部件、三维扫描 设备和三维软件等企业，中游以 3D 打印设备生产厂商为主，大多亦提供打印服务业务及原材料供应，在整个 产业链中占据主导地位，下游行业应用覆盖航空航天、汽车、工业、消费电子、医疗、教育等多个领域。由于 金属增材制造技术的成本较高，增材制造设备在制造技术的研发应用和提供产品服务方面起到决定性作用，因 此真正掌握打印生产能力或设备制造能力的中游厂商在行业中占主导地位。在国际竞争中领先的 3D Systems、 德国 EOS、SLM Solutions Group 等，以及国内主要厂商铂力特、华曙高科、鑫精合等具备 3D 打印设备制造的 相关业务。

2.1 上游：增材专用粉材要求高，软硬件国产化率低

2.1.1 金属增材制造原材料：增材专用粉材要求高，附加值高于一般粉材

与传统冶金用金属粉末相比，增材专用金属粉材性能指标要求较高，生产工艺有明显区别。根据华曙高科 招股说明书，金属粉末一般要求纯净度高、球形度好、粒径分布窄、氧含量低，目前应用于 3D 打印的金属粉 末材料主要有钛合金、高温合金、钴铬合金、不锈钢和铝合金材料等。目前国内的金属 3D 打印材料已基本满 足国产设备及国内下游增材制造需要，设备生产厂商一般与第三方材料厂商合作研究开发各类金属材料熔融工 艺，少量 3D 打印服务的厂商会同时自主生产金属 3D 打印材料。 金属增材制造粉材质量关系最终产品质量，价格远高于一般粉材。金属粉末的纯度、粒度、均匀性、球化、 含氧量等指标对最终印刷产品的性能有很大影响，3D 打印粉材价格远超一般粉材。根据艾瑞咨询，金属 3D 打 印中，常用的材料是钛粉、铝合金粉和不锈钢粉，一般是普通金属材料的 10 倍之多。 例如，德国的 EOS 公司 能生产出有限的几种金属粉末，如：不锈钢粉、铝硅粉、钛合金粉，但价格是传统粉体 10~ 20 倍。目前，3D 打印用钛粉约 180 万/吨，而航空用钛材价格约为 20 万/吨。

金属粉末的制备过程是将经过冶炼的合金原料（锭、棒或丝等）高温熔融，再雾化形成粉末。目前，主要 的制备工艺方法为水雾化法、气雾化法、等离子体雾化法、等离子体旋转电极雾化法以及氢化-脱氢法等。其 中水雾化法和氢化-脱氢法制备粉末虽然成本更低，但由于制备的颗粒形貌不规则，因此在增材制造领域应用 较为有限，当前主流技术为气雾化法。

根据北京飞速度医疗科技有限公司官网，气雾化法是将原料在空气、惰性气体下或在真空条件下熔融，随 后熔融合金流体通过高速空气、氮气、氦气或氩气喷嘴雾化成颗粒。粉末颗粒大多呈球形，存在一些不规则的 颗粒，颗粒粒径范围为 0～500μm。在 20～150μm 范围内的粉体产量在总产量的 10%～50%之间波动。 等离子雾化法是以冶炼合金丝材或者经过破碎处理的粉末为原料，在等离子弧和气体喷枪的作用下雾化成 颗粒。粒径分布为 0～200μm，颗粒球形度好。等离子体旋转电极雾化法是在等离子雾化法基础上改用棒材为 原料，进料过程中旋转棒材，形成的颗粒在接触到腔体之前已经固化，因此粉末的纯度高。颗粒粒径在 100μm 以下，生产成本很高。

绝大多数增材粉材都可实现国产供给，海外 3D 打印巨头“捆绑销售”策略制约国产化替代进程。世界顶级 增材制造设备厂商普遍利用强大的品牌效应，采用捆绑销售打印材料的策略。由于我国尚大量应用进口增材设 备，导致进口高端增材制造材料数量长期居高不下，也提高了我国增材制造材料应用的成本。以海外龙头 Stratasys 和 3D Systems 为例，两家公司在体量、积累和技术实力上远超国内企业，分别拥有数百种商业牌号的 增材制造材料销售，这也是他们采用“捆绑销售”的底气所在。

2.1.2 核心光学硬件：为设备运行提供满足要求的激光能量，严重依赖进口

我国工业级增材制造装备的核心光学硬件严重依赖进口。根据华曙高科招股说明书，增材制造设备所需核 心元器件包括振镜、激光器，其中激光器主要从美国、德国进口，振镜主要从德国进口，都存在严重的依赖进 口的情况（以华曙高科为例，2022 年上半年采购的进口激光器占激光器采购总额比例为 69.9%，其采购的进口 振镜占振镜采购总额更是达到了 99.13%）。激光器市场基本被 Trumpf、IPG 等 3-4 家国外企业占有，扫描振 镜市场则主要被德国 Scanlab 公司占有。

1）激光器：低功率光纤激光器基本完成国产替代，整体国产化正快速推进

激光器是工业级增材制造装备的核心光学硬件，激光器通常由增益介质、泵浦能量源和光学谐振器组成。 放置在光谐振器内部的增益介质使用泵浦源提供的外部能量通过受激辐射来放大光束。激光器通常按使用 的增益介质分类可分为固体激光器、气体激光器、准分子激光器、染料激光器、光纤或半导体激光器。增 材制造中使用的最具代表性激光器包括气体激光器、固体激光器和光纤激光器。

根据《激光器在增材制造中的应用》，气体激光器中最常见的是 CO2 激光器，与其他连续波长激光器 相比，其具有高效率与高输出功率的特点，因此广泛用于材料加工。CO2 激光器系统简单性带来的低成本、 高可靠性和系统紧凑性使其成为精密制造的主力军。但是在金属零件的制造中，由于金属对红外线区域光 吸收系数较低，CO2 激光器的工作效率受到限制。此外，由于缺少在红外波长范围内传输的光纤，CO2 激 光器需要使用光学器件进行空间光束传输。 固体激光器中的 Nd:YAG 激光器是一种使用棒状 Nd:YAG 晶体作为固态增益介质的激光器。由于激光 二极管具有更高的电光功率转换效率以及增益介质的选择性激发，与灯泵浦激光器相比，该激光的整体功 率效率可提高约 5 倍。虽然在增材制造中，Nd:YAG 激光器已被更紧凑，更高效的镱(Yb)掺杂光纤激光器 取代。但是，Nd:YAG 激光器的普遍性和易用性使它们在参数研究工作中大量使用。 光纤激光器是指其光纤增益介质掺有稀土的激光器。在各种稀土掺杂增益光纤中，Yb 掺杂光纤由于 其量子效率高(高达 94%),有利于高功率激光产生。因此，光纤激光器广泛用于材料加工并已在增材制造中 替代了 Nd:YAG 激光器。基于光纤的增益介质和光学组件的特性，带来了包括高电光效率、高光束质量、 抗干扰性强以及系统紧凑性好等优点。

增材制造主要采用 500W 等中低功率激光器，中国中功率光纤激光器国产化率保持稳定且多保持在 60% 上下，实现了大部分的国产化替代。根据中国激光产业发展报告，我国光纤激光器行业市场集中度较高，2021 年行业 CR3 达 73.7%。其中 IPG 光子市场占比为 28.1%，锐科激光市场占比为 27.3%，创鑫激光市场占比为 18.3%。预计未来国内企业的竞争力将进一步提高，市场份额将增加。

中高功率激光器国产化率较低，具备较大降价机遇。从国产化率来看，根据《2021 中国激光产业发展报 告》数据，2019 年当前低功率激光器国产化率已达到 99%； 低功率激光器国产化已较为完善。对比之下， 2019 年中、高功率激光器国产化率仅为 56.7%、55.6%，中高功率激光器国产化率提升空间较大。

2）扫描振镜：国产振镜市场规模较小，进口依赖程度较大

扫描振镜是金属 3D 打印设备的核心元器件之一，目前我国扫描振镜市场规模较小，但是下游需求释放带 动振镜产品市场规模加速成长。扫描振镜也叫做激光扫描器，由 X-Y 光学扫描头，电子驱动放大器和光学反 射镜片组成，控制器提供的信号通过驱动放大电路驱动光学扫描图，从而在 X-Y 平面控制激光光束的偏转。 激光加工控制系统与激光器主要按照 1：1 比例配套激光加工设备。根据华经产业研究院，下游需求释放带动 振镜产品市场规模加速成长。随着激光焊接、激光清洗、激光标刻等下游应用领域需求释放，我国激光振镜市 场规模有望加速增长。据相关数据统计，2021 年我国激光振镜市场规模已提升至 8.4 亿元，同比增长 9.9%。

进口振镜在行业内应用历史较久，性能成熟稳定，知名度相对更高，而国产振镜的技术成熟度相比进口振 镜还存在一定的差距。虽然国内振镜厂家在中低端的激光应用上占了大部分份额，但在高端应用领域，外国振 镜品牌仍然牢牢的占据了主要份额。国内的扫描振镜厂家虽然多，但是产品质量、技术水平参差不齐，质量管 控仍然需要改进，在一些高端激光应用上，国内振镜产品与国外高端振镜产品还是存在不少差距。在增材制造 振镜方面，国产振镜与世界先进水平存在巨大差距。 振镜系统是激光增材制造设备核心硬件，进口依赖程度较高。据华曙高科招股说明书披露，2019 至 2021 年及 2022 上半年振镜主要从德国进口，华曙高科采购的进口振镜占振镜采购总额的比例分别为 100.00%、 98.02%、100.00%和 99.13%，对外依赖程度较高，目前华曙高科已逐步在部分中小机型设备中使用国产振镜。 金橙子振镜产品相关核心性能指标与同行业公司德国 Scanlab GmbH 的同类型产品相近，具备与国际厂商竞争 的水平和实力。未来随着在产品系列、品牌、市场资源等方面与国际厂商的差距不断缩小，该公司将逐步加强 对国际竞争对手的进口替代。

高端振镜依赖进口，高精密、定制化成未来发展方向。据华经产业研究院统计，2014-2022 年，我国振镜 生产企业数量由 10 家以内增长至超过 20 家。其中，头部厂商包括大族激光、世纪桑尼、金海创、智博泰克等 企业，但产品主要集中在中低端，高端市场由美国 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。未来国产振镜企业将逐步增强高精密、定制化振 镜生产能力，提升高端市场占比，进一步增强盈利能力。

我国增材制造所采用的扫描振镜系统严重依赖进口。根据铂力特招股说明书，扫描振镜系统扫描振镜系统 在全球范围内主要的供应商为德国 ScanLab 公司、美国 CTI 公司、美国 GSI 公司，其中德国 ScanLab 公司占据 了金属 3D 打印设备市场的主要份额，其市场占有率达到 80%左右，根据其官网披露信息，德国 ScanLab 公司 扫描振镜系统年产超过 3.5 万套。 经过近年来国内供应商的快速发展，在中低端振镜控制系统领域已经基本实现国产化；在高端应用领域， 目前主要由德国 Scaps、德国 ScanLab 等国际厂商主导，国产化率仅 15%左右。激光振镜控制系统应用领域 广泛，其中高端应用领域主要指在高速、高精、复杂工艺方面具有较高要求的应用。激光振镜系统应用领域广 泛，其中高端应用领域主要指在高速、高精、复杂工艺方面具有较高要求的应用，如微加工和处理、增材制造 （3D 打印）、远程焊接、激光清洗和激光医疗等。

2.1.3 软件：控制 3D 打印设备制造运行全环节，整个 3D 打印设备的核心中枢

3D 打印相关软件包括 3D 打印设备工业软件系统以及应用软件。根据华曙高科招股书，应用软件可由产 业链上中下游主体及专业软件供应商基于技术应用需求开发提供，如辅助设计软件、工程处理软件、仿真模拟 软件、智能处理软件等。设备工业软件系统是指控制 3D 打印设备制造运行全环节的整体控制系统，是整个 3D 打印设备的核心中枢。 目前，行业内大部分 3D 打印设备制造企业的 3D 打印设备工业软件系统系向第三方采购，软件性能提升 依赖并受制于软件服务商，限制了设备性能和材料性能的应用，难以快速响应客户软件方面的需求。因此，拥 有完全自主知识产权 3D 打印设备工业软件系统将有助于设备制造企业提升竞争力。国内比较有名的工业软件 服务商为安世亚太、Voxeldance，国外行业知名软件厂商有 Altair 公司、Materialise 公司、Hexagon 公司。

根据安世亚太官网，其面向增材制造的设计，提供端到端、面向工业品定制化的 DfAM 整体解决方案。并 且主要分为以下三个方面： （1）增材制造设计（DfAM 赋能解决方案）：DfAM 解决方案集成系统工程、创新设计、仿真优化、增 材工艺及生产控制、云应用、数字孪生等的知识与经验,实现重塑产品设计、生产模式，甚至商业模式的变革， 为客户提供端到端的、面向工业品定制化的 DfAM 整体解决方案。（2）金属增材工艺仿真（AM Prosim-DED）：AM Prosim-DED 金属增材工艺仿真分析系统是安世亚太 基于 ANSYS 平台二次开发的面向大型金属增材制造的专业工艺仿真工具。全面考虑扫描策略的增材工艺仿真， 模拟和预测金属增材制造全过程。 （3）点阵结构分析工具（Lattice Simulation）：Lattice Simulation 是一款用于增材点阵结构分析的工具， 具有用户自定义和内置点阵结构设计两种方式，已集成在 ANSYS add-in 扩展工具中。基于多尺度算法，用户 可以采用等效均质化技术对点阵结构进行有限元分析。

华曙高科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，3D 打印系统软件的自主掌控能力很大程度上决定着设备的技术水平及其可持续的创 新能力。根据华曙高科招股说明书，华曙高科建立了完整的专业化软件技术团队，始终坚持系统全套软件的完 全自主研发。公司目前拥有完全自主知识产权的全套 3D 打印工业软件、操作系统，包括数据处理系统 Buildstar 和设备控制系统 Makestar，是将增材制造多个模块功能集成一体的系统控制软件，也是可设置多类技 术参数开放供用户自由调节的具有开放性特征的 3D 打印软件系统。

易加三维采用其自主研发的 EPHatch 和 EPlus3D 软件。EPHatch 是易加三维自主研发的工艺规划软件，支持对 SLC/CLI 切片文件进行加工路径填充，具备不同特征区域智能识别、工艺参数丰富、开放可调的特点， 能满足不同类型零件的打印工艺需求。EPlus 3D 控制软件可完成从数据到零件加工成型的整个控制过程，同时 具备过程监控及物联网等相关功能，可满足智能车间的生产管控需要。该控制软件主要由调机页面、排版页面、 加工页面、报告页面构成，具备易操作、流程化、智能化等特点，用户按操作指引即可轻松完成打印任务。

2.2 中游：打印设备为产业链核心主体，铺粉技术路线主导行业应用

增材制造行业中游包括 3D 打印设备及设备技术服务。根据华曙高科招股说明书，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，金属增材制造中游的核心是增材制造设备的生产制造51漫画。经 过 30 多年的发展，增材设备制造行业仍呈现较高的技术壁垒、市场壁垒和客户准入壁垒。国际市场上，EOS、 SLM Solutions 和 3D Systems 起步相对较早，占据领先地位，随着 GE、HP 等后起之秀的发展壮大，在市场竞 争中逐步取得一席之地。国内市场，以国产品牌之间的竞争为主，铂力特与华曙高科凭借先进的技术优势和良 好的产品质量，处于行业领先地位。 金属增材制造中 PBF（铺粉工艺）应用最广泛，DED（送粉工艺）市场份额逐步提升。根据 AMPOWER， 2021 年 PBF 和 DED 分别在金属增材制造市场中占据 83.8%和 9.1%的市场份额，预计到 2026 年 PBF 市场份额 下降至 74%，DED 市场份额至 8.6%。根据 AMPOWER Metal AM Maturity Index 2022，金属增材制造成熟度及 产业化水平最高的技术路线主要集中在 PBF、DED，其中 L-PBF（基于激光的 PBF，以 SLM 为代表）在产业 中应用最为广泛，E-PBF（基于电子束的 PBF，以 EBM 为代表）排名第二。

2.2.1 增材制造设备制造：整个产业链的核心主体

3D 打印设备制造是整个产业链的核心主体。增材制造设备制造商研发、生产打印设备提供给下游客户使 用，并且根据客户反馈不断更新迭代，向上游传递市场需求，推动产业链水平提升。根据铂力特招股说明书， 增材制造设备可分为桌面级打印机和工业级打印机。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急剧增长，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。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 材制造产业受到国家政策大力支持，整个市场目前已开始呈现快速增长形势。金属增材制造设备制造主要厂商 有 EOS、SLM Solutions、铂力特、华曙高科、易加三维等。

受益于近年来航空航天领域的市场需求的爆发，工业级金属增材制造设备市场稳步增长。据 Wohlers Associates，17A-21A 全球金属增材制造设备销售总额分别为 7.21/9.49/10.91/10.86/12.34 亿美元，销售设备数量 达 1768/2297/2327/2169/2390 台。金属增材制造设备销量快速增长主要受益于金属增材制造技术的普及，近年 来以 SLM 为代表的一批专利陆续到期，金属增材制造技术加速渗透推广。受益于近年来航空航天领域的市场 需求爆发，公司拓展了多家相关领域的产业化客户，并带来营业收入的大幅提升。

我国增材制造设备厂商已经初具规模，但是与传统国际龙头企业相比仍有差距。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，其中设备销售收入 31.74 亿美元，SLM Solutions 设备销售市场占有率为 2.15%，3D Systems 设备销售市场占有率为 6.89%，华曙高科设备销售市 场占有率为 1.42%，铂力特设备销售市场占有率为 1.06%。

国内设备制造商龙头设备在某些方面已经达到国际领先水平。国内公司与同行业可比公司相比，金属 3D 打印设备的关键技术指标最大成形尺寸相比于国外龙头企业更大，华曙高科同时深度掌握动态聚焦和定焦两种 光学系统技术，可贴合用户需求灵活配置，设备的技术难度和制造效率优于国内外可比公司，且华曙高科的振 镜最大扫描速度是第一，国内龙头企业激光器也用得更多，提高打印效率。

2.2.2 增材制造服务：加强金属 3D 打印定制化产品渗透，形成成熟的金属 3D 打印技术全 套解决方案

3D 打印服务主要通过 3D 打印设备为客户提供打印服务及各类衍生的技术服务。根据铂力特定增说明书， 其中金属 3D 打印定制化产品生产过程是一整套工序的有机结合，公司金属 3D 打印定制化产品主要根据客户 定制化需求进行生产。前期通过深入了解客户的最终需求，为客户制定解决方案，满足客户研制需求。在获取 客户订单后，基于构件一体化结构设计、轻量化结构设计、拓扑优化结构设计等先进设计技术完成前期模型处 理设计工作后，通过添加支撑、模型剖分打印零件成形，再通过热处理、零件与基材分离、去支撑与打磨、 抛光、喷砂及质量检测等多步工序的紧密协调，最终完成产品的交付工作。在我国，主要的 3D 打印服务厂商 有铂力特、飞而康、鑫精合、成都通宇等。国外的 3D 打印服务厂商有 EOS、3D Systems、SLM Solutions、GE Additive 等公司。

全球增材制造产业链中服务收入占比接近六成，3D 打印服务仍然是增材制造中游中增长最迅速，最稳定 的。根据《Wohlers Report 2022》报告显示，2021 年全球增材制造市场规模（包括产品和服务）达到 152.44 亿 美元，同比增长 19.5%，2017-2021 年的年复合增长率为 20.06%。其中，产品收入为 62.29 亿美元，同比增长 17.5%，服务收入为 90.15 亿美元，同比增长 20.9%。 我国 3D 打印钛合金零件具备向航空飞机制造商批量供货的能力。根据飞而康官网，2022 年，首架国产大 飞机 C919 即将正式交付，订单已达 850 架。目前，值得关注的是由飞而康科技承制的 28 种 3D 打印钛合金零 部件，分别应用在 C919 前机身和中后机身的登机门、服务门以及前后货舱门上。中国商飞在第一架商用大飞 机 C919 使用 3D 打印技术，标志着中国在这一方面并不落后于国外，同时此次取证的成功也标志着飞而康的 3D 打印钛合金零件具备向航空飞机制造商批量供货的能力。

增材制造技术已经运用于生产主要配件而不仅仅是零部件。根据 SLM Solutions 官网，在一个联合项目中， 赛峰起落系统和 SLM Solutions 测试了 SLM800 以生产喷气式飞机前起落架的组件。这种尺寸的零件的世界首 创。该项目的目标是证明通过选择性激光熔化工艺生产主配件的可行性。因此，该组件被重新设计为基于金属 的增材制造，从而节省了整个过程的时间，并显着减轻了约 15%的组件重量。

铂力特目前主要使用三项金属 3D 打印技术，即选择性激光熔化成形技术（SLM）、激光熔覆沉积技术 （LSF）、电弧增材制造技术（WAAM）。公司坚持以用户为中心，以市场为焦点，帮助用户实现最优设计、 降低生产成本、提高生产效率、提升产品品质、创造价值，目前可实现年交付零件 50000 余件。铂力特深耕航 空航天领域多年，以增材制造服务国家重大工程，支持国家 60 余项重点型号的建设，公司增材制造的零件广 泛应用于弹箭星船机，产品质量、工艺规程和企业标准得到客户的认可。且铂力特会提供一站式金属 3D 打印 服务：粉末&设备、打印服务、后处理、检测服务、质量标准认定。

2.3 下游：工业级广泛应用，航空航天系最大应用行业

增材制造下游主要系工业级应用需求，已处产业化阶段，航空航天、医疗、汽车应用最广泛。根据 Wohlers Report，航空航天/医疗/汽车系全球增材制造的前三大下游客户群体，市场占比分别从 17A 的 18.9%/11.3%/16.0%变化到 21A 的 16.8%/15.6%/14.6%，整体占比变化不大，航空航天与医疗有小幅度的增长。 主要变化来自于 17A 下游的工业领域占比最广泛达到 20%，而到 21A，增材制造在该下游的占比下降严重。

2.3.1 航空航天：突破传统制造技术限制，提供变革性技术途径

增材制造在航空装备领域应用前景广。根据《航空装备激光增材制造技术发展及路线图》（《航空材料学 报》，2023 年第 1 期），航空领域对激光增材制造的需求主要包括：（1）飞机钛合金框梁重要承力结构高性 能高可靠激光直接沉积；（2）飞机超高强度钢起落架抗疲劳长寿命激光直接沉积；（3）飞机钛合金、铝合金 格栅点阵复杂结构激光选区熔化；（4）航空发动机燃油喷嘴类零件激光选区熔化；（5）航空发动机涡流器、 叶片类零件激光选区熔化；（6）航空发动机控制、附件壳体类零件激光选区熔化；（7）航空发动机机匣、轴 承座类承力零件激光选区熔化；（8）航空发动机整体叶盘/机匣类承力零件激光直接沉积；（9）飞机、发动 机超大规格结构锻造+增材制造/增材连接的复合制造。

预计未来十年中国航空制造业将为增材制造带来近千亿的市场价值。根据 IBISWorld 分析，2014 年至2019 年中国航空制造业（包括飞机制造、飞机零部件制造、维修服务等）年均复合增速为 9.8%，2019 年中国 航空制造业市场价值约 698 亿美元（约合 4,886 亿元人民币），预测未来十年（2020 年~2029 年）中国航空制 造业的价值年均复合增速为 10%，则未来十年中国航空制造业市场价值约 9.05 万亿元，年均 9,054.33 亿元， 假设未来十年增材制造在航空制造业占据的份额提升至 1%，据此可计算出未来十年中国航空制造业为 3D 打 印带来的市场价值约 905.43 亿元，年均约 90.54 亿元。 轻量化对于航空航天领域意义重大。根据《Metal additive manufacturing in aerospace: A review》，以波音 787 为例，通过机身减重 20%，波音 787 实现了燃油效率 10%-12%的提升，同时提升了飞机加速度等机械性能。 金属增材制造可通过拓扑设计，在保证性能的前提下最大化降低零件质量。以空客 A320 为例，借助增材制造， 通过拓扑结构设计，将一机舱铰链支架零件重量从 918g 压缩至 326g，减重 64%。

增材制造能够大幅降低材料损耗率，节约材料成本。根据《Metal additive manufacturing in aerospace: A review》，传统锻造机加工方式生产航空航天零件的 BTF（Buy-to-Fly ratio，原始材料坯料质量与最终成品质 量之比）可达 20：1 甚至 40：1，相比之下由于增材制造采用逐层叠加方式制造，这一比率可以被压缩 3：1 甚 至 1：1，增材制造原材料成本效果明显。 除了大型航空航天装备制造，增材制造还可部署至前线用于减轻战场供应链的压力。目前美国陆军已尝试 开发 ODSUAS（On-Demand Small Unmanned Aircraft System）系统，该项目将增材制造设备部署在前线，允许 士兵根据作战需求快速定制化生产无人机用于作战行动。

金属增材制造能够大幅缩短零件交付周期。增材制造设计灵活，所需零部件少，能够大幅降低产品交付周期。根据 optics，2015 年，Pratt & Whitney 为庞巴迪 C 系列飞机提供 PurePower PW1500G 发动机时采用了金属 增材制造技术，成功减少了 15 个月的交付周期。

航空航天领域的零件，外形复杂多变，材料硬度、强度等性能要求较高，难以加工且成本较高。而新生代 飞行器正在向高性能、长寿命、高可靠性以及低成本的方向发展，采用整体结构、复杂大型化是其发展趋势。 而在航空航天领域，金属增材制造在轻量化制造、零件整合、缩短交付周期方面具有传统制造工艺无可比拟的 优势，增材制造技术越来越受到航空航天制造商的青睐。根据 GE Additive，GE 最新为 B777 打造的 GE9X 发 动机中超过 300 个零件通过增材制造生产。 增材制造用于燃油喷嘴可以提高 3D 打印效率，降低成本，减轻重量。根据 GE Additive 官网，其 3D 打印 燃油喷嘴最初转为 LEAP 发动机开发和制造，基于 3D 打印带来的制造优势，新设计的燃油喷嘴将原来的 20 个 部件变成了一个精密整体，并与其它组件通过钎焊连接，喷气燃料通过喷嘴内部的复杂流道实现自身冷却。最 终，新喷嘴重量比上一代减轻了 25%，耐用度提高了 5 倍，成本效益上升了 30%。

金属增材制造能够实现零件整合，大幅减少装配所需零件数量。零件整合有助于减少组装工序，降低产品 因个别零部件质量缺陷引发的整体风险。根据 NASA 官网，NASA 曾于 2013 年使用增材制造技术，将原由 115 个零件组成的火箭喷射器减少为仅有 2 个零件，大幅简化了零件装配工序。根据《Metal Additive Manufacturing 》，GE 公司使用增材制造技术，将 A-CT7 发动机中框使用的零件数量从 300 个压缩至 1 个。

Relative Space 公司采用增材制造技术直接打印火箭。根据 Relative Space 公司官网，使用增材制造技术 后，火箭零件数量由超过 10 万个降至 1000 个以下，火箭制造时间由 24 个月缩短至 2 个月，产品迭代时间由 48 个月压缩至 6 个月。按照 95%质量由 3D 打印的目标，最终 Terran 1 火箭 85%质量由 3D 打印制造，下一代 产品 Terran R 火箭将会是 95%的质量由 3D 打印完成的可重复使用的火箭。

我国已将金属增材制造技术广泛应用于航天器制造中。增材制造技术在天问一号、中国空间站等国家重点 项目中均有大量应用，对于减轻重量、提升性能、缩短交付周期具有重要作用。中国空间站核心舱“天和号”的 重要结构件导轨支架就是增材制造完成的，封闭蒙皮包裹三维点阵的结构形式可以有效提高支架类结构的设计 效率，在航天器结构轻量化方面具有推广应用前景。

近年来我国航空科研院所在金属增材制造方面有大批技术突破和应用，已广泛应用于重大航天任务保障及 航空装备制造。根据华商网，航天六院掌握了钛合金、高温合金、不锈钢、铝合金、铜合金等 5 类 23 种牌号 成型及后处理调控工艺，覆盖 70%以上液体动力常用材料，攻克了增材制造轻量化设计、微细结构激光选区熔 化成型等 30 余项关键技术，实现了 500 余种复杂精密构件 3D 打印成型，成功参与 70 余次发射和飞行试验， 技术成果获国家科技进步二等奖。

2.3.2 医疗器械领域：突破传统标准化样式，依据个性化定制提供更高的设计自由度

医学领域已广泛应用增材制造技术，医用植入物和医疗器械制造已在临床上大规模应用，前景广阔。增材 制造技术可被用于生产特制的医疗器械，从而可以为患者量身定制最终产品，并以非常低的成本实现。如今设 计和打印个性化的医用植入物和假肢已成为标准方法。增材制造技术已被广泛用于制造牙科零件、创伤医用植 入物和整形外科医疗器械。据 GLOBE NEWSWIR，全球 3D 打印医疗器械市场预计将从 2021 年的 22.9 亿美元 增长到 2022 年的 27.6 亿美元，复合年增长率(CAGR)为 20.4%。预计到 2026 年，该市场将以 13.0%的复合年 增长率，增长到 44.9 亿美元。

空军军医大学唐都医院研究利用 3D 打印钛合金胸肋骨植入物进行胸壁重建手术。自 2015 年来，共纳入 13 例患者，所有患者术后均能维持胸壁完整性，未发现反常呼吸现象，达到了个性化及解剖学的修复目的。 13 例患者均顺利出院，围手术期内无死亡，2 例发生肺炎。1 年随访期内，未发生植入物断裂、移位、排斥、 过敏等现象；1 例患者化疗后切口溃疡，3 例患者术后 1 年内肿瘤复发，其中 2 例患者发生死亡，12 例肿瘤患 者 1 年复发率 25.0%，死亡率 16.7%。该研究表明：3D 打印钛合金胸肋骨植入物是一种安全和有效的胸壁缺 损重建修复材料，可以满足个性化、解剖学的胸壁重建修复需求，且临床效果良好。

2.3.3 汽车领域：汽车增材制造向整车制造方向发展，覆盖多个应用场景

增材制造技术在汽车行业应用广泛，前景广阔。金属增材制造在汽车行业的应用经历了从概念模型打印， 到功能模型打印，到功能部件制造，最后向打造整车方向的方向发展的过程。目前汽车行业增材制造已覆盖汽 车设计、零部件开发、内外饰应用等场景。以设计为例，增材制造可以实现无模具设计和制造，缩短产品概念 模型设计制造周期，帮助厂商优化设计；此外还可以在安全性测试环节打印非关键部件，加速产品验证流程。 据 SmarTech Publishing，预计 2029 年汽车市场仅通过 3D 打印成品零件就可产生 90 亿美元的收入，较 2019 年 增长 8 倍，CAGR 达到 20.64%。

BMW 使用增材制造打印汽车拓扑优化后的复杂零部件51漫画。在宝马集团，使用的 3D 打印组件正在增加。仅 在过去十年中，该公司通过增材制造生产了一百万个零件，今年宝马集团增材制造中心的产量预计将达到超过 20 万个组件，比去年的总数增加了 42%。通过 3D 打印生产的车窗导轨被安装到了宝马 i8 Roadster 上，这是宝 马集团的第 100 万个 3D 打印量产零件。而且这是宝马 i8 Roadster 的第二个 3D 打印部件，第一个是软顶附件 的夹具，他也慕尼黑的增材制造中心生产。

2.3.4 模具：模具是万业之母，3D 打印能有效替代传统模具制造

模具是万业之母，主要应用于电子、汽车、电机、电气、仪器、家电和通讯领域，其中，根据中国工业模 具协会的数据，2019 年汽车模具需求量 34%、电子行业需求占比 28%、IT 需求占比 12%、家电需求占比 9%, 自动化需求占比 4%,半导体需求占比 4%,其他行业需求占比 9%。目前中、日、德、韩、意为主要的注塑模具 和冲压模具生产国，其中中国产值最大。根据国家统计局数据显示，我国模具行业工业产值已从 2010 年的 1367.3 亿元上升至 2020 年的 3043 亿元。

增材制造技术在模具领域的运用广泛，前景广阔。3D 打印已广泛应用于复杂模具、嫁接模具以及随形冷 却模具等领域，CNC 加工是在制造模具时最常用的技术。虽然它能够提供高度可靠的结果，但同时也非常昂 贵和费时。所以很多模具制造企业也开始寻找更加有效的替代方式，3D 打印技术就是一个很好的替代方式。 3D 打印模具涵盖了多个优点，包括：①模具生产周期缩短；②制造成本降低；③ 模具设计的改进为终端产品增加了更多的功能性如随型水冷等；④优化工具更符合人体工学和提升最低性能；⑤定制模具帮助实现最终产 品的定制化，提升注塑模具的生产效率以及模具寿命。 根据铂力特官网，注塑模具内部有复杂的随形冷却流道，提高了冷却的效率和均匀性，且为了减轻零件重 量，内部采用镂空结构优化设计，采用传统加工方法无法制造，整体也减重了 24%。采用激光选区熔化成形 技术（3D 打印），实现复杂流道结构、镂空结构的整体加工制造，满足了产品功能要求的同时，节约了原材 料、缩短了生产周期、降低了生产成本。

联泰科技为了满足鞋业企业更高质量、更高效的生产需求，联泰科技采取了创新的金属 3D 打印解决方案 及行业应用。联泰科技自主研发的金属鞋模 3D 打印机，是其在鞋业模具界又一大技术攻关。立足于原有成熟 的 SLA 设备，在木模翻沙铸造应用中，联泰 3D 打印木模机已经十分普遍。金属鞋模 3D 打印工艺，将直接跳 跃多个生产制程，提能增效，从而通过数字化智造升级整个产业。

华曙高科一站式模具解决方案助力电子烟模具生产效率提高 60%，并且实现了免加工的目的。将金属 3D 打印技术引入到模具企业，可以实现产品的增效、提质、降本，解决模具制造过程中的结构和工艺优化问题， 带来模具性能的大幅提升。

（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。）

精选报告来源：【未来智库】。「链接」