3D打印行业报告 ( 80 页)

    2024-10-30

3D打印行业报告 ( 80 页)


目录

1、3D 打印:一种新型制造方式,传统加工技术的重要补充....10

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.... 10

1.2、目前主要有七大类工艺,粉末床熔融是主流路线......13

1.2.1、七大工艺及其子工艺原理:SLM 技术居于重要地位...... 15

1.2.2、工艺路线百花齐放,金属3D 打印工业化应用最成熟.....21

1.2.3、大尺寸、多激光、低成本是未来趋势..... 23

1.3、行业政策....24

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..... 24

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...... 25

2、行业产业链分析....26

2.1、行业上游:原材料及零件...... 27

2.1.1、原材料:金属粉末材料占比持续提升..... 27

2.1.2、振镜和激光器:价值量占成本40% .... 29

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...... 31

2.3、行业下游:涵盖航空航天、汽车、医疗及消费电子等领域....... 33

3、航空航天应用:3D 打印应用最深的领域..... 35

3.1、3D 打印在航空航天领域的应用价值:轻量化和一体化.....35

3.1.1、应用优势:实现复杂结构件的轻量化及一体化制造....35

3.1.2、目前主流工艺是SLM,适用材料为金属合金..... 36

3.2、3D 打印应用的实际案例....38

3.2.1、火箭发动机:应用3D 打印技术最多的零件....... 38

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% ....... 41

3.2.3、其他应用:飞机起落架、火箭、卫星等......41

3.3、市场格局及规模.....43

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.... 43

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.......43

4、民用市场的新未来:消费电子......47

4.1、“钛合金+3D 打印”优势突出,应用方兴未艾..... 47

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.....47

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......47

4.1.3、综合优势减轻减薄,钛合金3D 打印成本逐渐下降.... 48

4.2、3D 打印钛工艺:主流路线SLM 和EBM .......50

4.3、应用案例:手机中框、手机折叠屏铰链等.....50

4.4、市场规模:折叠屏铰链、手机中框打造百亿级市场...... 51

4.4.1、手机折叠屏铰链...... 51

4.4.2、手机中框..... 52

5、汽车及人形机器人应用.....55

5.1、汽车:缩短研发周期、助力降本增效.... 55

5.1.1、主要应用方向:前端研发....55

5.1.2、3D 打印有望改变传统电动汽车制造方式....55

5.1.3、宝马、大众等车企也逐渐启用3D 打印技术....... 56

5.2、人形机器人:3D 打印助力人形机器人实现灵活运动.... 58

6、行业规模、格局及增长空间..... 60

6.1、行业规模....60

6.1.1、3D 打印行业目前处于成长上升期.......60

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.....60

6.2、行业格局....62

6.2.1、国家层面:欧美领先、亚洲追赶,美国和中国位列前二.... 62

6.2.2、企业层面:格局相对分散,竞争较为激烈...... 62

6.3、增长空间:收入规模有望实现翻倍式增长.....64

7、海外公司巡礼....... 65

7.1、3D Systems .......65

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....... 65

7.1.2、财务情况:2023 年收入规模约5 亿美元....65

7.2、SLM Solutions .......66

7.2.1、专注于SLM 技术,2023 年被尼康收购......66

7.2.2、财务情况:2022 年收入规模约1 亿欧元....67

7.3、航空航天领域主要企业......67

7.3.1、Stratasys:业务以聚合物3D 打印为主......67

7.3.2、Desktop Metal:粘合剂喷射全球领先....68

7.3.3、Velo 3D:金属3D 打印领先,与SpaceX 合作紧密...... 69

8、产业链国内公司梳理.... 70

8.1、产业链上游企业.....70

8.1.1、有研粉材:主营业务为有色金属粉体材料...... 70

8.1.2、金橙子:振镜控制系统市场领先.....71

8.1.3、锐科激光:国内工业激光器龙头.....72

8.2、产业链中游企业.....73

8.2.1、铂力特:国内金属3D 打印龙头企业...... 73

8.2.2、华曙高科:工业级增材制造领域龙头企业...... 75

8.3、产业链下游企业.....77

8.3.1、金太阳:3D 打印后处理厂商...... 77

9、行业评级及重点推荐个股..... 78

10、风险提示.... 79

图表目录

图1: 3D 打印流程.... 10

图2: 3D 打印发展历程..... 12

图3: 选区激光熔融(SLM)成形原理图......16

图4: 选区激光烧结(SLS)成形原理图...... 16

图5: 电子束熔化(EBM/EBSM)成形原理图......16

图6: 多射流熔融成形(MJF)成形原理图.......16

图7: 激光近净成形(LENS)成形原理图....17

图8: LENS 450 定向能量沉积装备......17

图9: 电子束熔丝沉积(EBDM)成形原理图....... 17

图10: 电弧熔丝(WAAM)成形原理图....... 17

图11: 立体光固化成形(SLA)成形原理图..... 18

图12: 数字光处理成形原理图...... 18

图13: 三维立体打印(3DP)成形原理图.... 19

图14: DM P2500 高精度黏结剂喷射金属增材制造装备...... 19

图15: 熔融沉积成形(FDM)原理图.......19

图16: Stratasys F900 材料挤出增材制造装备.....19

图17: 材料喷射成形(PJ)原理图...... 20

图18: 叠层实体制造成形原理图...... 20

图19: LOM-2030 型薄材叠层装备....... 20

图20: 金属3D 打印已实现工业应用.... 23

图21: BLT-S1500 技术参数..... 23

图22: 各国家及地区3D 打印发展方针.... 25

图23: FAA 增材制造路线图..... 25

图24: 3D 打印产业链图谱....... 26

图25: 2021 年全球3D 打印行业细分行业结构....26

图26: 2021 年中国3D 打印行业细分行业结构....26

图27: 2015-2021 年全球增材制造原材料销额占比..... 27

图28: 2011-2021 年全球金属增材制造材料销售额及增速.......27

图29: 中国增材制造原材料市场占比....... 28

图30: 深圳JPT 连续光纤激光器..... 29

图31: 振镜系统工作原理..... 29

图32: 2019-2022H1 华曙高科进口激光器和振镜的比例..... 30

图33: SLM Solutions 对多激光设备销量占比的预测.......30

图34: 2017-2021 年全球增材制造工业级设备销售量及增速.......32

图35: 中国3D 打印设备分工艺占比(截至2022 年10 月) ...... 32

图36: 2017-2021 年全球金属3D 打印设备销售额及增速....... 33

图37: 2017-2023 年全球金属3D 打印设备销量及增速.......33

图38: 2021 年全球增材制造下游领域占比...... 34

图39: 中国增材制造下游领域占比(截至2022 年10 月) ..... 34

图40: 3D 打印在航空航天领域的应用优势...... 35

图41: 2024 年按材料类型分航空航天3D 打印全球市场规模占比.......37

图42: Orbex 公司SLM 技术打印的一体化推力室....... 39

图43: Launcher 公司SLM 技术打印的火箭发动机涡轮泵组件....... 39

图44: 3D 打印的氧化剂阀体....39

图45: Raptor 系列1-3 代发动机对比...... 39

图46: 深蓝雷霆-R1 发动机...... 40

图47: 星河动力“苍穹”发动机...... 40

图48: GE 公司3D 打印的发动机燃油喷嘴...... 41

图49: C919 LEAP-1C 发动机......41

图50: 3D 打印的喷气式飞机前起落架..... 42

图51: 北京星际荣耀公司3D 打印的栅格舵..... 42

图52: 2023 年全球航空航天3D 打印市场前10 强生产商排名....43

图53: 华为及荣耀折叠屏手机系列厚度和重量变化..... 49

图54: 铂力特金属3D 打印粉末产品价格变化..... 49

图55: 锐科激光激光器产品价格变化....... 49

图56: Arcam EBM Spectra L 和雷尼绍RenAM 500Q 钛金属3D 打印机.......50

图57: 全球折叠屏智能手机出货量及渗透率预测..... 52

图58: 中国折叠屏智能手机出货量及渗透率预测..... 52

图59: iPhone 15 尺寸与重量....... 53

图60: Xiaomi 14 Pro ....53

图61: 汽车领域3D 打印的应用....... 55

图62: 特斯拉Model Y 一体成型车架将原来70 个零部件合为2 个大件..... 56

图63: XEV 旗下LSEV 电动汽车部件采用3D 打印需要花费的时间....56

图64: HP Metal Jet 技术生产的汽车零部件....57

图65: 宝马慕尼黑3D 打印工厂....... 57

图66: 3D 打印产业周期....... 60

图67: 1995—2023 年全球增材制造产业产值及增速.......61

图68: 2017—2025 年中国增材制造产业产值及增速.......61

图69: 全球增材制造设备装机量分布格局(截至2023 年9 月) .... 62

图70: 分具体地区全球增材制造设备装机量份额(截至2023 年9 月) ..... 62

图71: 中国3D 打印设备市场竞争格局(截至2023 年3 月) .....63

图72: 3D Systems 金属3D 打印机产品...... 65

图73: 3D Systems 2021-2023 年营收和净利润...... 66

图74: 3D Systems 2023 年营收构成.......66

图75: SLM Solutions 主要产品....66

图76: SLM Solutions 2019-2023H1 营收及增速.....67

图77: SLM Solutions 2022 年营收构成.......67

图78: Stratasys 2021-2024H1 营收及增速..... 68

图79: Stratasys 2023 年营收构成....... 68

图80: Desktop Metal 3D 打印机P-50 ..... 68

图81: Desktop Metal 2022-2024H1 营收及增速..... 68

图82: VELO 3D Sapphire 打印机....69

图83: 国内3D 打印产业链图谱....... 70

图84: 有研粉材3D 打印粉体材料产品.... 71

图85: 有研粉材2023 年营业收入分产品构成......71

图86: 金橙子FalconScan-14 精密振镜.......71

图87: 金橙子2021-2024H1 营业收入及毛利率.......72

图88: 金橙子2023 年营业收入分产品构成..... 72

图89: 锐科激光3D 打印专用光纤激光器.....72

图90: 锐科激光2021-2024H1 营业收入及毛利率....... 72

图91: 铂力特2019-2024H1 营收及增速......74

图92: 铂力特2019-2024H1 毛利率.....74

图93: 铂力特2023 年营业收入分产品构成..... 74

图94: 铂力特2023 年营业收入分行业构成..... 74

图95: 华曙高科2019-2024H1 营收及增速......76

图96: 华曙高科2019-2024H1 毛利率..... 76

图97: 华曙高科2023 年营业收入分产品构成......76

图98: 华曙高科2023 年营业收入分行业构成......76

图99: 金橙子2019-2024H1 营收及增速......77

图100: 金橙子2019-2024H1 毛利率.......77

表1: 增材制造与减材制造对比.... 13

表2: 主流七大类3D 打印技术路线...... 14

表3: 3D 打印材料分类..... 15

表4: 主流3D 打印工艺对比总结......21

表5: 部分国家支持3D 打印行业的政策梳理....... 24

表6: 国内支持3D 打印行业的政策梳理.......25

表7: 3D 打印材料分类、特性及应用....... 28

表8: 桌面级和工业级3D 打印设备对比.......31

表9: 航空航天领域增材制造工艺特性......36

表10: 航空航天领域增材制造常用材料....37

表11: SpaceX 火箭发动机3D 打印设备需求测算表....44

表12: C919 发动机3D 打印设备需求测算表.......45

表13: C919 订单情况统计....... 45

表14: 消费类产品常用的四种合金材料物理性能对比......47

表15: 手机金属中框四大材质对比.......48

表16: 手机厂商应用钛合金材料案例....... 51

表17: 折叠屏手机钛合金铰链轴盖3D 打印市场空间测算....... 52

表18: 手机中框3D 打印市场空间测算参数..... 54

表19: 手机中框3D 打印市场空间测算结果..... 54

表20: Atlas 3D 打印的人形机器人零件....58

表21: 除Atlas 外其他应用3D 打印技术的人形机器人案例.....59

表22: 全球市场3D 打印行业主要企业对比..... 63

表23: EOS 与铂力特3D 打印设备性能对比....73

表24: 华曙高科与可比公司金属3D 打印设备关键技术指标对比.... 75


[报告关键词]:   3D打印  
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