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金属增材制造方兴未艾,产业链上下游持续突破

来源:中信建投证券研究 347 2024-01-18

颗粒在线讯:在苹果、华为等头部厂家的示范效应之下,消费电子钛合金形成明显趋势,未来增材制造渗透率有望进一步提升;作为传统金属3D打印下游应用的航空航天领域也迎来了加深,多次助力火箭成功发射。同时金属增材制造上游粉末制备与回收技术不断升级,核心元器件国产化替代有望加速。随着上下游产业链取得持续突破,看好金属增材制造未来巨大的发展空间。

当前,金属增材制造行业进入了快速发展期,正在向规模化发展蜕变,产业链上下游取得持续突破。

金属增材制造方兴未艾

在下游应用方面。2023年作为手机钛合金元年,包括苹果、华为在内的多家3C厂商在自己的旗舰产品上使用了钛合金3D打印技术。2024年,随着苹果头显设备 Vision Pro于2024年1月19日开启预售,钛合金3D打印有望在电子消费领域迎来进一步扩展。在航空航天领域,金属3D打印在火箭方向取得突破,助力“TH-12”和“引力一号”的成功发射。

在上游原材料方面。中体新材和苏州倍丰已经实现钛合金3D打印废弃粉末回收再利用,并且将大量供货。南通金源智能技术有限公司成功研发1000kg超大容量真空气雾化制粉设备,实现了高品质3D打印金属粉末产品的大批量、连续化生产。此外,铂力特布局国产振镜,增材制造设备核心元器件国产化替代加速。

金属增材制造下游应用领域不断拓展,3C和航空航天领域应用迎来持续突破

1、钛合金3D打印技术有望提高在3C领域的渗透率,或将迎来大规模产业化。

华为实现首次3D打印在消费电子领域的规模化应用。2023年7月,华为荣耀MagicV2折叠屏手机铰链宣告使用钛合金3D打印技术制造,在折叠状态下厚度仅为9.9毫米,采用3D打印使其重量减轻了62%,并将铰链部件的数量从92个减少到仅4个,与传统加工的钢和铝部件相比,定制的钛合金部件的强度也得到了提高。随着荣耀Magic V2的发售,未来荣耀折叠屏手机出货量还有望大幅增加,从而带动3D打印零部件的需求。

苹果多产品有望使用钛合金3D打印。苹果虚拟头显设备Apple Vision Pro将于1月19日在Apple Store零售店和美国Apple Store在线商店开启预售,Vision Pro的首批备货40万左右,2024年的销量目标是100万台,第三年达到1000万台。其中框、外壳都大量使用了钛合金材料。继2023年9月发布的Apple Watch Ultra2手表边框使用钛合金3D打印后,苹果有望未来在 Vision Pro和iPhone15 pro/Pro Max产品生产上使用钛合金增材制造技术。我们预计苹果公司未来增材制造市场规模有望超过100亿元。

2、金属3D打印在航空航天领域应用取得进一步加深

2024年1月,天兵科技为大型液体运载火箭天龙三号配套研制的110吨推力液氧煤油火箭发动机“天火十二“(简称TH-12)圆满完成首飞批次校准热试车。TH-12火箭发动机在国内首次采用超大尺寸推力室不锈钢3D打印制造技术,涡轮盘热力组件3D打印技术等四十余项关键创新技术

2024年1月11日,东方空间技术(山东)有限公司自主研制的引力一号(遥一)海澜之家号运载火箭搭载云遥一号18星-20星共3颗卫星顺利进入预定轨道,飞行试验任务获得圆满成功。铂力特深度参与了“引力一号”的研制工作,使用LSF技术实现火箭大型结构件的快速打印,降低了零件生产周期和成本,缩短研制周期,大大提升材料的利用率,降低了制造成本,助力全球最大固体火箭“引力一号”成功发射。

上游原材料制备工艺不断升级,增材制造设备核心元器件国产化替代加速

1、钛合金3D打印废弃粉末回收取得技术突破,进一步降低打印成本。

南极熊报道,2023年12月,中体新材成功开发回收钛合金废料的可持续发展绿色技术,将钛合金废料转化为金属增材制造原料,目标实现材料的闭环循环使用,为3D打印市场提供高质量的全回收钛合金粉;苏州倍丰也在TC4 回收料的雾化和3D打印中成功回收了TC4粉末,其在粉末特征、粉末流动性、粉末化学成分和3D 打印样棒的拉伸性能等关键指标中均取得了优异的成绩,达到行业先进水平。相比于其他的金属粉末,钛合金粉价格较高。因此将金属废料回收再利用的制粉工艺将极大降低金属3D打印粉末材料的成本,也会对扩宽3D打印应用场景提供更多的可能性。

2、金属粉末制备技术突破瓶颈,粉末质量稳定性不断提升。

南极熊报道,2024年1月10日,南通金源智能技术有限公司自主研发的1000kg超大容量真空气雾化制粉设备JY-V1000近日试生产验收成功,即将投入使用。该设备突破传统300kg常规制粉投料容量瓶颈,单炉装炉量达到1000kg,金属粉末制备产能、效能得到了全面升级,实现了高品质3D打印金属粉末产品的大批量、连续化生产,提升了粉末批次稳定性的同时,降低粉末生产成本。

3、铂力特大力布局国产振镜,未来国产核心元器件需求或将爆发。

2023年12月,铂力特花费2352万元战略投资光学扫描振镜厂商北京正时精控,占股15%。正时精控核心技术团队已长期深耕扫描振镜产品,具有深厚的技术积累,整体技术水平可以满足公司金属 3D 打印设备装机应用需求。铂力特对上游核心元器件进行战略投资布局,将有助于推动国产化替代。

风险提示

1.军工订单不及预期。国内金属增材打印行业下游客户集中于军工行业,收入最终主要来源于国家的国防装备支出。军工行业属于特殊的经济领域,主要受国际环境、国家安全形势、地缘政治、国防发展水平等多种因素影响。若未来国际形势出现重大变化,导致国家削减国防开支若军工订单不及预期则可能影响到行业企业的营收。

2.产业政策风险。增材制造行业系国家重点扶持的战略新兴产业,国家产业政策对该行业的发展起到了积极的引导作用。如果未来政府对行业支持政策发生变化导致财政税收优惠、政府补助及科技扶持等政策缩减甚至取消,将会对行业生产经营造成不利影响。

3.技术迭代风险。随着增材制造技术的发展,应用领域的扩大,技术的升级迭代加快,不同技术之间的竞争加剧,技术创新和新产品开发仍是行业竞争的关键。若企业无法保持技术先进性则可能导致竞争力下降。

4.供应链风险。国内增材制造领域振镜、激光器等核心零部件进口依赖严重,若因地缘政治导致进口受限,且短期内无法国产化替代,则可能影响到企业产品的交付。


黎韬扬:研发部执行总经理、军工与新材料团队首席分析师,北京大学硕士。2015-2017年新财富、水晶球、Wind军工行业第一名团队核心成员,2018-2022年水晶球军工行业上榜,2018-2020年Wind军工行业第一名,2019-2022年金牛奖最佳军工行业分析团队,2018-2022年新财富军工行业上榜、入围。

文:黎韬扬

来源:中信建投证券研究

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