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文檔簡介

3D打印,將數模“投影”到現實“降維”制造,復雜度“免疫”:3D打印是一種以數字模型為基礎,以粉材(或絲材)為原料,通過逐層打印的方式來生產產品的技術。與傳統減材、平材制造相比,3D打印通過逐層生產的模式,有效將3維空間中的零部件數模投影到2維平面,進而實現“降維”制造,也由此衍生出3D打印最重要的特性,即隨零件復雜度、定制化程度的提升,單位制造成本變化不明顯。高端領域,有效的減重&降本將來進一步提升滲透空間:3D打印由于其加工周期短、材料利用率高、設計自由度高等特點,能較好滿足航空航天零件制造高復雜度、短制造周期、小批量的要求。隨裝備進一步高端化發展,傳統機加工、鑄鍛造工藝在制造復雜零部件中將愈發乏力,進而推動3D打印的加速滲透;另一方面航空航天裝備減重可帶來巨大經濟效益,3D打印可以通過拓撲結構優化設計、零件一體化成型等方式助力航空航天裝備減重,利用“二次降本”來拓寬3D打印工藝的應用空間。民用領域,成本為王,設計端降本是行業應用拓展的關鍵:3D打印在民用領域的拓展,是伴隨設備成本降低、打印效率提升而逐步推進的過程。我們認為目前3D打印在民品端應用拓展慢的核心原因是制造業仍然按傳統工藝的零件設計來設計3D打印零件,進而忽略了應用3D打印后優化零件設計的能力。而3D打印的加工本質是逐層打印,加工時間和零件體積正相關,通過優化零件設計有望帶來3D打印制造效率的提升,進而實現加速降本。全球市場達千億,未來持續高增:根據WohlersReport的數據,2022年全球3D打印總產值約182億美元,同比+18%,預計2031年全球3D打印市場規模將達到853億美元,2021-2031Cagr約18.8%;根據中國3D打印產業聯盟統計,2021年我國3D打印產業總產值達到265億元,同比+27.4%,賽迪顧問預測到2024年我國3D打印產業規模將高速增長到500億元。11%6%0%-5%-11%04/2306/2304/2306/2308/23 滬深300國防軍工投資建議:3D打印制造工藝因其不同于傳統制造工藝方法,將有望在部分領域取代傳統工藝,同時通過借助3D打印強大的復雜零件制造能力,將有望助力打開零件設計自由度,從而進一步推動3D打印的應用加速。高端領域3D打印應用滲透率的提升,有望帶動3D打印技術、設備日趨成熟,促進行業應用成本下降,最終助力實現民用領域“平價”。我們重點推薦金屬+非金屬3D打印設備核心供應商華曙高科(688433.SH建議關注金屬3D打印設備+服務龍頭企業鉑力特(688333.SH金屬3D打印上游粉末核心供應商有研粉材風險分析:高端領域應用拓展不及預期、民品應用拓展不及預期級資料來源:Wind,光大證券研究所預測,股價時間為2023-11-22;國防軍工國防軍工3D打印工藝作為區分于傳統減材、平材制造的新制造工藝,在加工復雜零件上具有較大的優勢。隨應用領域、市場規模的逐步擴大,有望助力設備成本下降,進而打開民品端的大規模應用。當前時點,我們看到3D打印正逐步從生產小批量多批次產品走向生產規模化生產的轉變,具備較大前瞻性布局研究本報告分析了3D打印工藝的制造本質,推演了其降維制造的能力帶來的3D打印工藝幾大特點,順之討論了3D打印工藝在高端領域推廣的邏輯和后續趨勢,并闡述了我們對民用領域3D打印應用的研判。1)高端領域3D打印應用滲透率的進一步提升;2)設備、原材料成本隨行業成熟后逐步下降,為民用領域的大規模應用提供可行性;3)在民用領域看到從設計端考慮3D打印工藝的應用,并帶來產品成本達到與傳統工藝可比。我們認為,3D打印行業正處在高端領域滲透率持續提升,民用領域從0到1的過程,行業具備長期增長的潛力。隨各領域下游逐步推廣3D打印工藝,中游核心設備廠商有望首先受益。重點推薦:華曙高科,布局金屬、非金屬3D打印設備,設立歐洲、美國子公司參與全球競爭,隨3D打印在各下游領域的應用拓展,公司業績有望維持高增,首次覆蓋給予“增持”評級;建議關注:鉑力特,國內金屬3D打印設備&服務龍頭,向上游布局金屬粉末材料。募投項目逐步落地,公司未來增長潛力得到保障。受益于高端領域3D打印應用的進一步拓展、民用領域逐步起量,看好公司發展的持續性;有研粉材,積極布局3D打印金屬粉末,有望隨3D打印下游應用擴展長期受益。國防軍工國防軍工 7 7 7 國防軍工國防軍工 7 8 9 9 9 國防軍工國防軍工 7 8 國防軍工國防軍工 國防軍工國防軍工3D打印,是一種以數字模型文件為基礎,運用粉末狀金屬、樹脂、塑料等可粘合材料,通過逐層打印的方式來構造物體的技術。相較于傳統的材料去除、切削加工技術,3D打印技術采用材料逐漸累加的方法制造實體零件,因此又被稱作增材制造(AdditiveManufacturing,AM)。資料來源:WohlersReport,光大證券研究所根據2012年美國材料與試驗協會(ASTM)公布的F2792-12A《3D打印技術標準術語》分類,結合2018年中國發布的GBT35021-2018《3D打印工藝分類及原材料》,根據成形原理,將3D打印技術分為7種基本工藝。資料來源:《金屬材料3D打印技術研究進展》(柳朝陽光大證券研究所整理根據《金屬增材制造在發動機渦輪設計中的應用》(JulienPavillet)中的數據,到2020年54%的金屬3D打印市場采用粉末床熔融(PBF)的工藝,16%的市場采用定向能沉積(DED)工藝。國防軍工國防軍工資料來源:《金屬增材制造在發動機渦輪設計中的應用》(JulienPavillet光大證券研究所整理不同3D打印技術各有優劣,在實際應用中,通常從成形零件力學性能、精度、成形效率、成本等方面綜合考慮,選擇適合的3D打印工藝。以當前應用最廣泛的PBF工藝為例,該工藝成熟度較高,生產零件力學性能好、精度高,但同時存在成形速度慢、成本相對較高等問題。另一項廣泛應用的DED工藝雖然成形精度低,但勝在成本低、成形速度快,在大型構件及零件修復領域占據一席之地。粉末床熔融(PBF)選區激光燒結(SLS)粉末床熔融(PBF)精度高(±0.1mm當前應用最廣泛粉末床熔融(PBF)精度高(±0.4mm)、成形速度比SLM快粘合劑噴射(BJ)金屬納米顆粒噴墨(NPJ)薄材疊層(SL)資料來源:《金屬3D打印技術的應用與發展前景》(張賽博《金屬材料3D打印研究與應用》(樂方賓《金屬零件3D打印技術的研究》(王慶輝光大證券研究所整理粉末床熔融PBF粉末床熔融工藝,指通過熱能選擇性地熔化/燒結粉末床的制造工藝。工藝原理是先將一層金屬粉末鋪設到構建托盤上,然后能量源(激光或電子束)按當前層的輪廓信息選擇性地熔化托盤上的粉末,加工出當前層的輪廓,然后下降一個層厚的距離,進行下一層的加工。粉末床熔融根據加熱源的不同、使用材料的不同又可分為:選區激光燒結(SLS)、選區激光熔化(SLM)和電子束熔融(EBM)等,其中SLM工藝以其成型零件力學性能較好、精度較高等特點,成為目前主流的金屬3D打印技術之一。國防軍工國防軍工資料來源:《金屬增材制造技術在航空領域的應用現狀及前景展望》(許世嬌光大證券研究所整理資料來源:《金屬增材制造技術在航空領域的應用現狀及前景展望》(許世嬌光大證券研究所整理資料來源:《金屬材料3D打印技術研究進展》(柳朝陽光大證券研究所整理定向能量沉積DED定向能量沉積技術,指利用聚焦熱將材料同步熔化沉積的3D打印工藝。該工藝的原材料為粉末或絲材,通過將粉末或絲材送入能量源(激光、電子束或電弧使材料在能量源產生的熔池區域沉積進而成形。根據使用的能量源和原材料形態不同,定向能量沉積又分為:激光熔化沉積成形(LMD)、電子束自由成形(EBF)、電弧3D打印(WAAM)三種工藝。國防軍工國防軍工資料來源:《金屬增材制造技術在航空領域的應用現狀及前景展望》(許世嬌光大證券研究所整理資料來源:《金屬增材制造技術在航空領域的應用現狀及前景展望》(許世嬌光大證券研究所整理資料來源:《金屬增材制造技術在航空領域的應用現狀及前景展望》(許世嬌光大證券研究所整理由于3D打印的核心是基于數字模型進行逐層生產,與傳統減材(機加工)、平材(鑄造、鍛造)等制造工藝相比,具有產品復雜度“免疫”、規模效應弱以及無模具制造的特點。而從復雜度“免疫”的特性中,又能衍生出供應鏈短、零件輕量化程度高的特點。復雜度“免疫”在傳統生產制造體系中(平材&減材隨最終產品設計復雜度的提升,所需加工制造工序也隨之增加,與之相應地,加工成本也隨產品復雜度的提升同步上升,而3D打印基于數模、切片、逐層打印(制造)的生產模式,有效實現了零件降維制造,回避產品復雜性帶來的制造成本提升。另一方面,從可制造性的角度來看:1)平材制造中鍛造工藝在可加工復雜度上較為受限;鑄造工藝雖可以通過增加型芯等手段完成有內部結構產品的制造,但也受流道設計等的限制;2)減材制造對有內部復雜腔體產品的加工不具備優勢。相比之下,3D打印可為產品設計帶來更大的自由度。資料來源:《我國3D打印技術研究及產業化發展現狀》(張雨明資料來源:《我國3D打印技術研究及產業化發展現狀》(張雨明),光大證券研究所國防軍工適合精細化小零件生產受限制于制造速度,單個3D打印設備產能較傳統制造工藝有限,相較于傳統工藝中產能利用率提升帶來的規模效應,3D打印產量的提升往往伴隨著擴產(固定資產投資),傳統意義上的規模效應不明顯。但基于3D打印“增材”制造的特點,反而在生產體積較小的零部件上具備優勢。資料來源:WohlersReport,光大證券研究所無模具生產,助力制造業成本改善參考傳統汽車制造業,隨項目研發的推進,產品制造成本的改善潛能會逐步下降。特別是到了一定的項目節點,傳統制造需要開模,后續更改零件設計勢必帶來額外的開模成本,進而抵消開模后零件優化設計的降本效應。而3D打印基于數模生產的特點,從根本上擺脫了批量化生產中對模具的依賴,有望助力傳統制造業研發規劃中的成本改善。國防軍工國防軍工供應鏈壓縮&輕量化制造能力基于3D打印制造成本對零件復雜度“免疫”的特點,相較于傳統鍛造、鑄造以及機加工等工藝,3D打印可提升零件集成化程度:以GEAviation的CFMLEAP發動機燃油噴嘴為例,傳統工藝需要將一系列復雜零部件釬焊在一起來最終成型,產品產能低,耐久性差,并且受制于傳統工藝的加工能力,工程師很難進行優化設計以滿足要求。通過3D打印的技術,成功將之前20多個組件構成的燃油噴嘴“打印”成一個單件。一體化成型技術壓縮了供應鏈長度,降低供應鏈管理難度,提升供應鏈安全。資料來源:《航空裝備激光增材制造技術發展及路線圖》(王天元光大證券研究所除開零件一體化成型帶來的減重效應,拓撲結構優化也能助力實現零件輕量化。定義上來講,拓撲優化是一種根據給定的負載情況、約束條件和性能指標,在給定的區域內對材料分布進行優化的數學方法,使用拓撲優化可以最大化材料利用率。受制于傳統成型技術加工能力、加工成本的限制,并不能完全按理論計算所得的最優設計來進行實際生產。然而借助3D打印的制造對零件“復雜度”免疫的特點,通過零件一體化成型、拓撲優化進而最大限度提升產品輕量化程度,助力航空航天、汽車等對減重需求較高的行業實現二次降本。資料來源:《全承載式客車車身結構拓撲優化設計》(秦書祺等光大證券研究所資料來源:《全承載式客車車身結構拓撲優化設計》(秦書祺等光大證券研究所國防軍工國防軍工2、高端市場支撐行業發展,民用市場打開自3D打印技術誕生以來,發展已經超過30年。而國內3D打印行業發展相對較慢,隨2014年SLS和SLM核心技術專利陸續到期,推動了金屬3D打印的商業化進展。從國內專利情況來看,自14年以來3D打印相關專利申請量逐年遞增,到2020年達峰后,2021&2022年均出現同比下降的趨勢。我們判斷,隨著新申請專利數量的下降,或在一定程度上標志著技術發展已趨近成熟。資料來源:智慧芽-專利數據庫,光大證券研究所繪制從下游應用領域分析,根據WohlersReport的統計數據,2021年全球3D打印市場占比最高的下游領域為航空航天(16.8%接下來是醫療齒科(15.6%)&汽車(14.6%2022年全球統計結果來看,占比最高的前三個領域分別為汽車(15.8%)、定制化產品(14.5%)以及航空航天(13.9%)。資料來源:資料來源:WohlersReport,光大證券研究所繪制資料來源:資料來源:WohlersReport,光大證券研究所繪制國防軍工國防軍工而從國內兩家3D打印設備上市公司(鉑力特&華曙高科)的下游分布來看,航空航天仍是國內3D打印的主要應用領域。資料來源:鉑力特公告,光大證券研究所繪制資料來源:鉑力特公告,光大證券研究所繪制資料來源:華曙高科公告,光大證券研究所繪制應用現狀隨著技術進步,3D打印正在逐步改變航空航天工業的生產方式,包括商用和軍用飛機、太空應用及導彈衛星系統。在航空航天領域,隨著飛行器使用要求和設計水平的不斷提高,新型航空航天產品不斷向性能高、壽命長、成本低、可靠性好等方向發展,航空航天零件趨于結構復雜化和整體化。金屬3D打印由于其加工周期短、材料利用率高、設計更自由等優勢,能夠滿足航空航天零件制造的低成本、短周期需求。其技術特點決定了其在航空航天領域具有天然優勢,3D打印技術的發展將為傳統航天制造業的轉型升級提供巨大契機。航空航天領域的零件,外形復雜多變,材料硬度、強度等性能要求較高,難以加工且成本較高。且新型飛行器正在向高性能、長壽命、高可靠性以及低成本的方向發展,采用整體結構、復雜大型化是其發展趨勢,基于此發展趨勢,3D打印技術越來越受到航空航天制造商的青睞。國防軍工國防軍工有效減少零部件生產、運輸及儲存,燃油效率提資料來源:《金屬3D打印的現狀與發展》(樊恩想光大證券研究所整理資料來源:《航空裝備電子束增材制造技術發展及路線圖》(張國棟),光大證券研究所繪制PBF工藝應用航空發動機燃油噴嘴、軸承座、控制殼體、葉片等零件,內部具有復雜油路、氣路和型腔,為提高效能而進行結構創新設計,更增加了結構的復雜性和制造難度。飛機發動機艙進、排氣門格柵結構,武器艙的艙門支座等部件,結構非常復雜,這些新型復雜構件的成形對PBF3D打印技術具有迫切需求。DED工藝應用航空發動機各類機匣、壓氣機、渦輪整體葉盤、尾噴調節片等結構,形狀復雜,為提高效能甚至需要采用異種或梯度材料結構。飛機超高強度鋼和不銹鋼接頭、滑軌、起落架、鋁合金承力框、梁,鈦合金框、支座、滑軌、滑輪架、筋壁板等承力構件,高馬赫飛行器翼舵格柵結構承載骨架,為提高減重和承載效能須進行拓撲優化結構創新設計,結構的復雜性和制造難度增加,采用國防軍工國防軍工傳統工藝制造難度大,對DED3D打印技術有明確需求。此外,零件修復也是DED工藝的重要應用點。復合工藝應用此外,飛機、發動機某些帶局部凸臺、耳片等特殊結構的承力構件,采用鍛造工藝無法保證局部組織和性能;大型飛機的超大規格鈦合金承力框,超出了現有鍛造設備的加工能力,對鍛造+3D打印/增材表面連接的復合制造技術具有明確需求。鈦合金框梁、滑軌、滑輪架、起落架等重要資料來源:《航空裝備激光增材制造技術發展及路線圖》(王天元)、《航空裝備電子束增材制造技術發展及路線圖》(張國棟),光大證券研究所整理行業邏輯分析推演為何航空航天推進更快?縱觀國內外市場,早期都是航空航天等高端領域貢獻主要市場份額,其原因有如下3條:1)隨航空航天裝備高端化發展,對零部件內部精細設計要求越來越高,傳統工藝的加工能力或不足以支撐復雜零件的加工;2)航空航天裝備對減重的需求較高,以戰斗機為例,每減重1磅,將帶來400萬美元的經濟效益。3D打印的應用,可通過零件集成化和拓撲優化設計進一步助力航空航天裝備減重;3)相比于傳統汽車制造、消費電子等年產量以百萬、千萬為單位計量的行業,航空航天相關產品年產量數量級較小,更適合3D打印規模效應弱的特點。國防軍工國防軍工資料來源:資料來源:中國腐蝕與防護網,光大證券研究所整理全壽命周期降本,進一步打開應用空間在飛行器裝備的全壽命周期中,研發設計階段約占總費用20%,生產試驗階段約占30%,剩下50%是使用及維修費用。然而,根據帕萊托曲線,裝備整體壽命周期的費用的70%是由概念設計階段決定的,而到初步設計階段完成,整體壽命周期費用的85%便已經定型。可以看出,優秀的設計,對裝備總體成本、使用費用的控制起到了關鍵作用。而早期設計本身在技術可行性的論證上存在一定的局限性:1)傳統工藝在復雜零件生產制造能力瓶頸制約著設計方案自由度;2)數模階段的論證,有時需搭配樣件的實際試驗,傳統工業制備樣件存在成本高、周期長等問題。然而這些問題隨3D打印的應用得到了較好的解決:1)3D打印加工零件不受零件復雜度限制,助力產品設計創新;2)無模具生產能力推動研制階段的降本、增效。資料來源:《航空裝備全壽命周期費用多路徑管控策略研究》(王澤宇光大證券研究所整理國防軍工國防軍工供應鏈高度整合,保障安全生產供應鏈安全對制造業至關重要,對國防軍工行業更是如此。習近平總書記在主持召開二十屆中央財經委員會第一次會議時,強調“保持并增強產業體系完備和配套強的優勢”,部署“建設具有完整性、先進性、安全性的現代化產業體系”。完整、可控、穩定,才能有韌性、夠安全。在關系國民經濟、民生福祉、國家安全等重要領域和關鍵行業,必須具備基本的物資生產、裝備制造、零部件供應和能源原材料供給的能力;要占據關鍵核心環節,對產業鏈、供應鏈具有話語權、議事權和主導權,具有塑造力、控制力和反制力;能夠有效承受來自國內國際偶然因素、突發事件和不利影響帶來的沖擊,不輕易堵鏈、阻鏈、掉鏈甚至斷鏈。對供應鏈安全的需求,或將進一步催動3D打印在國防軍工領域的應用:1)3D打印助力零件集成化程度提升,進而減少供應鏈環節;2)就3D打印制造本身來看,只需原材料+設備+后處理,即可獲得成型零部件,同時無模具制造的特點,提升3D打印的制造柔性。相比于高端應用市場對成本的不敏感性、對零件復雜度要求高等特點,民用領域更關注成本的影響。而當前階段,3D打印設備價值量偏高,同時單臺設備產能有限,導致成本居高,成為3D打印在民用領域擴展的主要制約條件。而成本高的原因,主要有兩方面:1)3D打印單臺設備產能偏低,因此規模效應不如傳統制造工藝;2)是否重新設計零件?在衡量使用3D打印工藝的成本時,對比的是在傳統零件構型下,3D打印工藝與傳統工藝的成本差別,而并沒有考慮優化零件設計(通過拓撲優化等設計減重)帶來的3D打印零件成本下降。通過拓撲結構、點陣設計等優化后的零部件,一方面可以實現減重(原材料成本下降更重要的是,3D打印的加工本質在于逐層累加,加工時間和零件體積相關度較高,因此零件減重有望帶來3D打印制造效率的提升,從而實現“反向規模效應”。3D打印會從哪些零件開始應用?拓展節奏如何?1)制造費用占比高的產品由于當前3D打印設備價格較高,產能較低,帶來制造費用提升較為明顯。因此在一些工藝附加值(制造費用)占比較高的小零件、復雜件上,3D打印的推廣更有優勢。同時,相較于鑄造、沖壓等傳統工藝單件制造時長隨體積變化較小,3D打印在生產小件上更具備比較優勢。2)原材料加工難度大、單價貴的產品相較于傳統機加工,3D打印材料利用率較高,且不用考慮原材料硬度過大帶來的加工難度的提升。因此在鈦合金、高溫合金等原材料價值量較高,加工難度較大的零部件上具備較強的替代潛力。國防軍工國防軍工3)拓展節奏我們判斷,3D打印的大規模滲透,是一個循序漸進的過程。通過在零件設計階段考慮3D打印的加工制造能力,進而在部分零部件實現“3D打印平價”。后續隨著設備降本、單臺設備產能提升,逐步拓展“3D打印平價”范圍。同時,考慮到3D打印的大規模應用,會1)一定程度上替代傳統機加工、鑄造工藝;2)需要在研發階段顛覆性地采用適合3D打印制造的最優設計。我們認為,1)研發周期短、產品更迭快的行業,將更容易推廣3D打印;2)資產較輕的行業(特別是代工模式的行業),更不容易受原有資產拖累,推進3D打印進度更快。二次降本或助力“平價”以新能源汽車為例,我們討論減重帶來的二次降本效益。相比于鋼制車身,鋁制車身在材料、制造、連接、涂裝成本上均不具備優勢,根據《Materialsubstitutioninelectricvehiclemanufacturing,comparingadvancedhighstrengthsteelandaluminum》文中的數據,全鋁車身成本幾乎是鋼制車身的兩倍(2,321美元vs1,277美元)。然而考慮到鋁制車身減重帶來的二級降本效果后(論文中鋼制整車重量1,433kg,鋁制車身帶來減重191.5kg鋼制整車成本與鋁制整車成本基本持平(20,672美元vs21,011美元,價格差距從1,044美元縮小到339美元并且成本會隨著續航里程的增加進一步降低,進而考慮到:1)新能源汽車電池、電機成本占比高,車身減重降低了對三電系統的要求,進而帶來整車成本的降低。2)后續制造工藝的升級(如一體化壓鑄工藝)將進一步降低鋁制車身的制造成本。鋁制車身的整車成本甚至有望低于鋼制車身的成本。3D打印的應用,從本質上也能助力新能源車減重,只是不同于全鋁車身的材料減重,3D打印主要依靠工藝&設計來實現減重。同時減重本身對3D打印工藝有“反向規模效應”,可助力行業進一步降本,進而實現正向循環,促進3D打印在汽車端應用的良性擴展。資料來源:《資料來源:《Materialsubstitutioninelectricvehiclemanufacturing,comparingadvancedhighstrengthsteelandaluminium》(Burd,JoshuaThomasJameson光大證券研究所整理資料來源:《資料來源:《Materialsubstitutioninelectricvehiclemanufacturing,comparingadvancedhighstrengthsteelandaluminium》(Burd,JoshuaThomasJameson光大證券研究所整理國防軍工國防軍工資料來源:《Materialsubstitutioninelectricvehiclemanufacturing,comparingadvancedhighstrengthsteelandaluminium》(Burd,JoshuaThomasJameson光大證券研究所整理國防軍工國防軍工3D打印經過超過30年的發展,已經形成了一條完整的產業鏈。上游覆蓋三維掃描設備、三維軟件、原材料及3D打印設備零部件制造等企業;中游以3D打印設備生產廠商為主,大多亦提供打印服務業務及原材料供應,3D打印設備商在整個產業鏈中占據主導地位:1)設備需要對原材料適配,進而決定不同原材料的應用范圍;2)目前大型設備根據下游應用定制化程度偏高,設備廠商更具備話語權;下游行業應用已覆蓋航空航天、汽車工業、醫療健康、模具制造、文化創意等各領域。資料來源:鉑力特招股說明書,光大證券研究所整理上游3D打印產業鏈上游主要包括3D建模工具和原材料。與此相對應,聚集在產業鏈上游的企業包括三維軟件開發商以及耗材生產商等。原材料主要包括金屬、無機非金屬、有機高分子及生物材料等幾類。中游3D打印產業鏈中游主要為設備生產商,設備可分為桌面級打印機和工業級打印機。近年來隨著國外桌面級打印機相關專利保護到期,技術壁壘下降,國國防軍工國防軍工內桌面級打印機廠家數量急劇增長,新進企業增多,加大了國內桌面級3D打印市場的競爭程度。與桌面級打印機市場相比,工業級打印機技術壁壘高,資本投入大,但隨著當前工業級3D打印產業受到國家政策大力支持,整個市場目前已呈現快速增長態勢。3D打印的核心專利大多由設備廠商掌握,因此在整個產業鏈中占據主導地位,這些設備生產廠商大多亦提供打印服務業務。近年來,3D打印行業整合加劇,通過并購3D打印軟件公司、材料公司、服務供應商等,設備生產企業轉變為綜合方案供應商,加強了對產業鏈的整體掌控能下游3D打印產業鏈下游以航空航天、汽車工業、醫療健康、模具制造、文化創意等為主,當前其應用領域主要貼合“小批量”的特點。元,同比增長18%,增速持續保持高位,2020年受國際公共衛生事件影響增速有所下滑。結構性來看,2022年3D打印服務產值達107.38億美元,其中3D打印獨立服務商產值75.08億美元,綜合服務商產值32.30億美元,分別占總產值41.2%和17.7%,3D打印服務總產值歷年增速均高于設備及原材料。3D打印設備產值為37.97億美元,材料產值32.6億美元,分別占總產值20.8%和17.9%。資料來源:WohlersReport,光大證券研究所整理資料來源:WohlersReport,光大證券研究所整理;截至2022年,按照工業級3D打印機裝機量統計,美國是工業3D打印裝機最多的地區,占比33.0%,其次是中國(11.5%)和德國(8.5%)。國防軍工國防軍工資料來源:WohlersReport,光大證券研究所整理設備和材料2022年全球工業級3D打印設備銷售量達2.9萬臺,同比增長12.08%。其中金屬3D打印設備共計銷售3049臺,同比增長27.20%,約占總設備銷售量的10.35%,同比+1.23pcts。金屬3D打印設備價格遠高于非金屬3D打印設備。根據WohlersReport調研統計,2021年全球工業級3D打印設備平均價格為9.3萬美元,近年來價格趨于穩定;而2022年金屬3D打印設備平均價格為44.94萬美元,均價出現近年來的首次下降(2019-2021年分別為46.76/50.18/51.48萬美元),判斷或與市場規模起量、中國廠商參與競爭有關。資料來源:WohlersReport,光大證券研究所整理資料來源:WohlersReport,光大證券研究所整理2022年,全球3D打印材料總產值32.60億美元,同比增長25.45%,3D打印材料近年來增速較快,僅2020年受國際公共衛生事件影響同比增速相對較低。結構性來看,2022年3D打印材料價值量最大的為高分子粉末,產值達12.36億美元,占總材料價值的37.90%,且近年來占比持續上升。2022年金屬材料產值為5.93億美元,占總材料價值的18.18%,近年來占比逐年緩慢上國防軍工國防軍工資料來源:WohlersReport,光大證券研究所整理資料來源:WohlersReport,光大證券研究所整理市場規模預測根據WohlersReport預測,2031年全球3D打印市場規模將達到853億美元,2021-2031Cagr18.79%。此外,當前全球非金屬3D打印市場規模遠高于金屬市場,AMPower認為2027年前金屬市場的增長速度將是聚合物市場的兩倍以上,金屬與聚合物3D打印市場規模的差距將持續縮小。資料來源:WohlersReport,光大證券研究所整理市場總覽據中國增材制造產業聯盟統計,2021年我國3D打印產業總產值達265億元,同比增長27.4%,長期增速保持高位。結構性來看,3D打印可分為設備、服務、材料3大板塊,根據賽迪統計數據,2019年設備占總產值45%,其次是服務(29%)、材料(26%)。國防軍工國防軍工資料來源:賽迪智庫,中國增材制造產業聯盟,光大證券研究所整理資料來源:賽迪智庫,光大證券研究所整理根據中國增材制造產業聯盟及賽迪智庫數據,我們對中國3D打印設備產值規模進行了測算,2021年設備總產值約117.75億元,同比增長26.6%,近年來保持穩步增長。資料來源:中國增材制造產業聯盟,賽迪智庫,光大證券研究所測算綜合中國增材制造產業聯盟及賽迪智庫數據,我們對我國3D打印材料市場規模進行測算,2021年我國3D打印材料總產值約60.24億元,同比增長18.87%。按金屬和非金屬3D打印材料分類,2019年我國非金屬3D打印材料總產值為25.38億元,占比61.99%,金屬材料產值為15.56億元,占38.01%。國防軍工國防軍工資料來源:中國增材制造產業聯盟,賽迪智庫,光大證券研究所測算資料來源:賽迪智庫,光大證券研究所整理市場規模預期我國高度重視3D打印產業發展,不斷加大對3D打印產業的投入,同時我國3D打印市場應用程度不斷深化,在各行業的應用逐步拓展,未來幾年3D打印市場仍將處于快速增長階段。根據賽迪顧問預測,2021-2024中國3D打印產業復合增長率為24.1%,2024年產業規模將高速增長至500億元。資料來源:賽迪顧問,光大證券研究所整理我們認為,3D打印設備生產商是整個產業鏈的中流砥柱,在未來的市場競爭中將率先誕生產業龍頭企業。設備生產商能夠對接下游客戶,了解客戶實際需求,在此基礎上進行設備、產品及原材料的研發,將各階段研發進行匹配結合,能夠針對需求為客戶提供綜合解決方案,具備極強的市場競爭力。設備供應商格局按銷售工業級3D打印設備數量統計,2021年全球工業級3D打印設備主要供應商來自美國,Stratasys是2021年銷量最大的企業,占全球總銷量的12%,其次是Formlabs和3DSystems。國防軍工國防軍工3D科學谷對國內企業用3D打印設備品牌進行調研,截止2018年,我國企業用3D打印設備主要來自國外Uniontech、Stratasys、EOS等公司,國內3D打印設備廠商中市場份額(按企業數量)領先的有華曙高科(占比6.6%)、鉑力特(占比4.9%)等。資料來源:WohlersReport,光大證券研究所整理資料來源:3D科學谷,光大證券研究所整理在工業級應用中,金屬和非金屬是3D打印材料的兩個主要分類,分別對應不同的打印原理和技術。美國企業多集中在非金屬材料領域,歐洲企業多集中在金屬材料領域,2021年全球工業級3D打印設備出貨量排名靠前的Stratasys、Formlabs、3DSystems等均以銷售非金屬3D打印設備為主,在國內占據大量份額的Uniontech公司同樣以非金屬設備為主。金屬3D打印的國際龍頭企業主要為德國EOS、SLMSolutions以及美國GE、3DSystems等,國內金屬3D打印以鉑力特、華曙高科等為主,此外還包括鑫精合(PBF&DED)、江蘇永年激光(PBF&DED)、廣東漢邦(PBF)、北京易加三維(PBF)等。PBF、BJ雷尼紹是世界領先的工程科技公司之一,向眾多行業和領域提供產品和服務,從飛機引國防軍工國防軍工資料來源:公司官網,鉑力特定增說明書,光大證券研究所整理根據各3D打印設備公司官網披露的信息顯示,當前SLM技術中打印速度最快的是SLMsolution的NXGXII600設備及AdditiveIndustries的MetalFABG2設備,最大打印速度均達到1000cm3/h。從打印尺寸來看印設備成形尺寸普遍超過國外,華曙高科的FS1521M設備打印幅面達到1530x1530mm。--4-74--79--2-72--47--資料來源:各公司官網,光大證券研究所整理金屬3D打印設備的核心競爭力——多激光技術我們認為,高生產效率是當前金屬3D打印的核心競爭力。生產效率的提高不僅縮短了產品的生產時間,也降低了由于生產時間過長引起的產品質量問題(例如翹曲等打印速度提高后,能夠在熱應力沒有產生破壞之前打印完成,送入熱處理爐,從而提高成品率,降低成本。此外,3D打印技術本身特性就在于其能夠定制化快速生產,若定制化時間太長,其市場競爭力將大幅減在生產時,零件是通過激光燒結金屬粉末的方式進行成形,顯然,使用的激光功率越大、激光數量越多,成形速度將越快,但實現多激光技術將面臨多種困難,并不僅僅是增加激光數量能夠解決的,這也是許多廠商3D打印速度成形效率慢的原因。多激光技術的難點包括:光路系統設計、激光搭接、煙塵去除、熱管理、激光校準、性能一致性等問題。國防軍工國防軍工資料來源:SLMsolution,光大證券研究所整理激光搭接問題:在使用多激光時,每個激光器都有自己的最佳打印區域,必須考慮不同激光之間的協同工作。在打印零件時,可能會出現一個零件橫跨幾個激光器的工作區域,如何保證零件在激光區域交界處的成形質量與中心區域一致,是多激光技術的一大難點。當前仍有部分設備未妥善解決此問題,導致打印出的零件在激光區域搭接處有明顯接痕。煙塵去除問題:打印過程中,高能激光束快速加熱金屬粉末,溫度可接近金屬的沸點,金屬會蒸發產生金屬蒸汽,隨后冷凝、氧化結成小顆粒(通常小于1微米),即打印過程中形成的“黑煙”——亞微米金屬冷凝物。金屬蒸汽冷凝后形成的黑煙將在一定程度上消耗激光能量,影響成形性能,這些黑煙還可能直接附著在頂部透鏡上,相當于直接降低了到達粉床的激光功率。此外,黑煙漂浮物也可能會降落在未打印的粉末區域,形成雜質,導致產品致密度不高從而影響零件性能。市面上有部分金屬3D打印設備無法良好解決黑煙問題,雖然可以短時間打印,但設備無法長時間連續工作,例如連續打印四五天時,可能會因為煙塵附著在激光保護器上導致產品質量變差。當前處理黑煙的方式通常使用風場,即通過氣流吹除煙塵,風場的技術多種多樣,如何良好地解決吹除煙塵的問題是風場技術的核心(主要涉及仿真模擬計算技術)。熱管理問題:3D打印是熱加工技術,零件成形時溫度較高,如何保證穩定的熔池、氣體及光路系統的溫度,是成形零件精度高、性能好的前提。光路系統溫度較高時易發生透鏡漂移,氣體溫度較高時將發生光束變形,影響激光成形精度,熔池溫度的劇烈變化則會在成形零件后產生熱應力,使得零件容易開裂,因此,精準可控的溫控系統也是多激光技術應用的前提。實現3D打印效率提升的途徑還有增加層厚、優化光學系統振鏡參數、強化鋪粉掃描協同等等,其中的技術難點主要是算法問題,此外,“少支撐技術”也是各3D打印設備廠商爭相攻破的技術難點。國防軍工國防軍工民用市場何時走到“1”民用領域目前的限制,核心在于成本。而3D打印“平價”的節點,又取決于設計端降本的進度。此過程幾乎不可逆,設計端考慮3D打印后的零部件,大概率無法用傳統加工工藝來制造(或成本過高)。此不可逆過程,一方面為3D打印的長期應用提供了重大保障,另一方面也在短期制約了3D打印工藝的應用:在傳統制造工藝成本可控,下游廠商能實現盈利的情況下,嘗試一個不可逆,而尚未在大規模制造中驗證過的新工藝,主機廠可能會更傾向于謹慎。我們判斷,3D打印工藝的不可逆特點,與當初一體化壓鑄工藝的發展具備一定的相似性,值得參考。我們認為一體化壓鑄技術隨特斯拉ModelY快速打開應用的核心在于其帶來的降本效應。而相比于一體化壓鑄制造工藝,3D打印在制造復雜度&生產柔性上存在優勢,如果能實現與傳統工藝“平價”便已具備推廣潛力。資料來源:特斯拉發布會,光大證券研究所主機廠vs.3D打印服務商另外一個值得探討的是,主機廠和3D打印服務商分工的問題。我們認短期來看,因為3D打印技術的不成熟性(主要表現在對不同力學性能、不同材料的零件,需要適配打印參數3D打印服務商更了解設備、工藝參數,而主機廠對零件、材料性能的理解更加透徹。故而會以服務商、主機廠合作模式為主。長期來看,隨服務商&主機廠對工藝參數的積累和對零部件設計的優化,行業可能存在兩種模式:1)服務商參與主機廠產能調峰;2)主機廠負責核心零部件,低附加值件交由服務商生產。屆時可能會出現跨行業生產的3D打印服務商(無模具生產能力的應用通過成熟的工藝、成本控制,進而獲取較大的市場份額。國防軍工國防軍工3D打印作為顛覆性的制造工藝,相較于傳統平材、減材制造,具備較大優勢。在高端應用領域的帶動下,3D打印設備、原材料有望實現逐步降本,而隨應用領域的逐步拓展,制造工藝也將趨于成熟,最終有望推動3D打印在消費電子、汽車、齒科等領域的“平價”,打開巨大市場空間。在此過程中,設備廠商將率先受益,推薦華曙高科,建議關注鉑力特、有研粉材。湖南華曙高科技股份有限公司成立十余年來專注于工業級3D打印設備的研發、生產與銷售,為全球客戶提供金屬(SLM)3D打印設備和高分子(SLS)3D打印設備,并提供3D打印材料、工藝及服務。公司已開發20余款設備,并配套40余款專用材料及工藝,正加速應用于航空航天、汽車、醫療、模具等領域。公司是全球少數同時具備3D打印設備、材料及軟件自主研發與生產能力的3D打印企業,銷售規模位居全球前列,是我國工業級3D打印設備龍頭企業之一。發展歷程公司于2009年成立,專精于3D打印行業,并將自主研發作為企業發展的核心。2010年,華曙高科組建材料研發團隊,開始自主研發高分子粉末材料,打破了國外巨頭壟斷局面;2012年推出自主研發的第一款SLS設備;2015年推出自主研發的中型金屬SLM設備;2019年推出全球獨創的高分子光纖激光燒結技術Flight系列設備。2023年,公司成功在科創板上市,結合市場需求,進一步擴張公司產能。資料來源:華曙高科官網,光大證券研究所整理國防軍工國防軍工股權結構公司實控人為許小曙與許多,兩人系父子關系,截至2023年9月30日,兩人分別持有美納科技75%、19.8%股權,通過美納科技間接持有華曙高科40.07%的股份。公司創始人許小曙,應用數學及材料學博士學歷,是粉末床3D打印技術的領軍人物和企業家,擁有超過20年3D打印經驗,R&D100Award(世界100位應用科學領域突出貢獻獎)、美國“DinosaurAward”等世界級榮耀獲得者。許小曙先生1986年赴美攻讀博士,畢業后加入世界3D打印著名企業并擔任技術總監,2009年回國創辦了華曙高科公司,推動國內3D打印技術的產資料來源:公司公告,光大證券研究所整理;注:統計時間2023年9月30日子公司華曙高科當前共擁有上海華曙、深圳華曙、華曙新材料、長沙工研增材制造、美國華曙、歐洲華曙六家子公司以及一家參股公司重慶華港,成立了一家非營利性社會組織長沙市3D打印產業技術創新戰略聯盟。資料來源:公司公告,光大證券研究所整理2023年前三季度,公司總營收3.71億元,同比增長35.15%,歸母凈利潤7282萬元,同比增長32.63%。國防軍工國防軍工資料來源:公司公告,光大證券研究所整理資料來源:公司公告,光大證券研究所整理2023Q1-3公司毛利率53.21%,近年來有逐年下降的趨勢,主要原因可能是公司產品結構變化。2023年前3季度公司凈利率19.62%2021年凈利潤率高主要是受非經常性損益影響)。期間費用方面,2023Q1-3公司期間費用率為33.06%,其中研發費用率15.62%、銷售費用率12.92%、管理費用率8.28%。資料來源:公司公告,光大證券研究所整理資料來源:公司公告,光大證券研究所整理公司的產品主要可分為:3D打印設備及配件、3D打印粉末材料、售后服務及其他。設備及配件是公司主要的收入來源,2022年占公司總營收88.2%,其次是粉末材料,占比7.42%。設備又可分為金屬3D打印設備和高分子3D打印設備,近年來公司金屬設備收入占比逐漸提高,已成為公司營收中最重要國防軍工國防軍工客戶結構方面,綜合公司設備及材料銷售情況,公司客戶主要來自航空航天領域(銷售額口徑2021年占比54.82%,其次是模具及加工服務,占比24.83%。資料來源:公司公告,光大證券研究所整理資料來源:公司公告,光大證券研究所整理金屬3D打印設備公司以高分子設備研制起家,后進行金屬3D打印設備的研發,其設備采用選區激光熔融(SLM)工藝技術,設備廣泛應用于航空航天、模具、汽車、醫療、科研教育等領域。資料來源:公司官網,光大證券研究所整理公司從戰略上重點布局金屬3D打印技術,多年來持續面向高效益規模產業化3D打印及特定場景3D打印應用高端功能定制化需求,持續開展技術突破與產品創新,推出FS1211M、FS811M、FS721M等多系列多配制自主SLM設國防軍工國防軍工864421資料來源:公司公告,公司官網,光大證券研究所整理公司金屬3D打印設備產品的特點在于成型尺寸大,公司FS1521M設備是專門為高精尖行業超大尺寸精密零件制造而設計的,成形尺寸達1530mmx1530mmx1650mm,處于國際領先水平。此外,公司FS301M系列設備的振鏡最大掃描速度可達15.2m/s,處于國際先進水平,最大掃描速度的提高可有效減少激光掃描跳轉時間,提高生產效率。“最大成形尺寸”和“振鏡最大掃描速度”是SLM設備的關鍵性指標,華曙高科的設備在這兩項上均居于行業領先,具有極強市場競爭力。同時,公司深度掌握動態聚焦和定焦兩種光學系統技術,可貼合用戶需求靈活配置,設備的技術難度和制造效率優于國內外可比公司。7-7-資料來源:公司公告,光大證券研究所整理高分子3D打印設備公司自主研發的高分子3D打印設備采用選取激光燒結(SLS)工藝技術。受制于對成型材料控形和控性的技術難度,SLS技術是較為復雜的工藝路線之一,公司是國際上少數幾家掌握該項核心技術并推出工業級產業化設備的3D打印設備供應商。公司還在全球率先推出Flight技術,能夠實現多激光配置,可打印精細薄壁件,將產能和打印效果大幅度提升。國防軍工國防軍工資料來源:公司官網,光大證券研究所整理TPU*等資料來源:公司公告,公司官網,光大證券研究所整理資料來源:公司公告,光大證券研究所整理原材料公司銷售的粉末材料主要為自研的高分子粉末材料,2021年高分子粉末銷售金額占比93.19%,其余為金屬粉末。公司的3D打印粉末材料可用于自研設國防軍工國防軍工備,也可用于其他廠家的設備,多年來公司粉末材料獲得了市場的一定認可,銷量穩定增長。資料來源:公司公告,光大證券研究所公司以多樣化產業應用需求為牽引,建立了涵蓋聚酰胺(PA)、聚氨酯(TPU)、聚苯硫醚(PPS)為基材,覆蓋169℃-295℃熔點、能適配CO2激光器及光纖激光器的高分子及其復合粉末材料產品體系。在SLS工藝技術目前使用最廣泛的尼龍粉末領域,公司率先突破化工巨頭贏創的PA12粉末材料壟斷,開坯全新的粉末配方與制備技術路線,從分子端創新設計源頭開始突破并掌握了SLS尼龍粉末材料各環節技術,成功開發了從原料端全國產化的FS3200PA材料,并實現規模化量產,扭轉了SLS技術應用受限于高價格原材料及壟斷式經營模式而發展緩慢的困局。售后服務及其他華曙高科提供設備故障恢復、設備預防性保養等服務,在收到客戶需求后將組織遠程及現場服務幫助客戶快速恢復生產,并制定多種設備的維護保養方案供客戶選擇。(1)金屬&非金屬雙線布局華曙高科作為3D打印設備核心供應商,以高分子設備研制起家,后進行金屬3D打印設備的研發全球布局。根據AMPOWERREPORT2023的統計,2022全球高分子3D打印產值是金屬3D打印產值的兩倍以上,預計到2027年金屬、高分子3D打印產值將處在同一體量。華曙高科前瞻性的雙線布局,為后續成長提供了足夠的市場空間。(2)布局海外,參與全球競爭根據WohlersReport的統計,2022年中國3D打印市場產值僅僅占全球市的11.5%,海外市場空間巨大。華曙高科通過設立歐洲、美國子公司,深度參與全球競爭,憑借優秀的產品力,公司2022年海外營收同比增加+193%。國防軍工資料來源:公司公告,光大證券研究所繪制(3)軟件全自主開發我們判斷,工業級別3D打印設備核心壁壘在于設備控制軟件&數據處理軟件。華曙高科在設備軟件全自主研發的布局,有利于后續設備迭代,以及對客戶定制化需求的快速相應能力。/7/資料來源:公司公告,光大證券研究所整理華曙高科目前主要業務包括3D打印設備及輔機配件、3D打印粉末、售后及其他3項業務。我們結合公司規劃、行業未來發展趨勢,針對公司各項目的營業收入及毛利率作出如下假設:(1)3D打印設備及輔機配件2022年公司3D打印設備及輔機配件業務貢獻營收4.0億元,同比+38.0%,毛利率53.1%;2023H1實現營收2.4億元,同比+36.7%。考慮到3D打印在高端領域滲透率提升的潛能,以及民用市場打開后廣闊的市場空間,5.6/7.9/10.7億元,對應增速分別為+40%/+40%/+35%。綜合考慮工業設備大型化帶來的附加值提升、以及產品推廣過程中降價的可能性,結合前期該業務毛利率情況,預計3D打印設備及輔機配件業務毛利率分別約52.6%/52.0%/51.4%。2022年公司3D打印粉末業務貢獻營收3389萬元,同比+26.9%,毛利率47.6%;2023H1實現營收1881萬元,同比+31.0%。考慮到隨公司設備銷售國防軍工國防軍工量的提升,有望帶動上游粉末材料的需求。我們預計公司2023-2025年3D打印粉末業務營收分別約4406/5727/7159萬元,對應增速+30%/+30%/+25%。結合該業務前期毛利率情況,綜合考慮價格年降等因素,預計3D打印粉末業務毛利率分別約47.1%/46.6%/46.1%。(3)售后及其他2022年公司售后及其他業務貢獻營收1999萬元,同比+28.6%,毛利率67.5%;2023H1實現營收1101萬元,同比+77.3%。考慮隨公司設備銷售量的增長,存量設備將帶動公司售后及其他業務的加速放量。我們預計公司2023-2025年售后與其他業務營收分別約2799/3918/5485萬元,對應增速+40%/+40%/+40%。綜合考慮前期毛利率、國內外業務模式差異等因素,預計售后及其他業務毛利率穩定在60%左右。資料來源:公司公告,光大證券研究所預測綜上,我們預計公司2023-2025年營收分別約6.4/8.9/11.9億元,同比分別+39.3%/+39.3%/+34.6%。預計綜合毛利率分別約52.5%/52.0%/51.5%。考慮到隨銷售規模增長后有望帶動費用率下降,我們預計2023-2025年三費(銷售、管理&研發)費率分別為29.9%/26.4%/24.4%,預計歸母凈利潤分別約1.5/2.3/3.3億元,同比+55.4%/+50.0%/+42.8%,對應EPS分別為0.37/0.56/0.80元。我們選取同屬于3D打印行業廠商的鉑力特(3D打印設備制造商&服務提供商)、超卓航科(冷噴涂服務商,冷噴涂工藝屬于3D打印技術的一種,根82.83%)作為可比公司,進行相對估值比較:EPS(元)PB(LF)4.3240.60-----資料來源:Wind,光大證券研究所;注:股價時間2023/11/22,華曙高科EPS為光大證券研究所預測,其余為Wind一致性預期;注:按最新股本計算國防軍工國防軍工通過相對估值分析可知,公司2023EPE高于行業均值,考慮到華曙高科在金屬、非金屬設備的雙線布局,以及海外開拓情況,我們認為公司當前估值將有望得到支撐。我們預計華曙高科2023-2025年凈利潤分別為1.5/2.3/3.3億元,對應EPS分別為0.37/0.56/0.80元,當前股價對應PE分別為89x/60x/42x。華曙高科作為國內3D打印設備龍頭企業,通過金屬、非金屬設備的雙線布局,參與國際市場競爭,拓展其成長上限。后續隨3D打印在高端領域的滲透率提升,以及民品領域應用的逐步拓展,公司營收、業績有望得到快速提升。首次覆蓋,給予公司“增持”評級。風險提示下游市場擴展不及預期;公司產能釋放不及預期;新技術、新工藝迭代進度超預期;新股波動風險。國防軍工國防軍工西安鉑力特成立于2011年7月,公司專注于工業級金屬3D打印,為客戶提供金屬3D打印與再制造技術全套解決方案,包括:設備、打印服務、原材料、技術服務等。作為國內3D打印行業早期的參與者之一,公司通過多年技術研發創新及產業化應用,在金屬3D打印領域積累了獨特的技術優勢,整體實力在國內外金屬3D打印領域處于領先地位。公司產品及服務廣泛應用于航空航天、工業機械、能源動力、科研院所、醫療研究、汽車制造、船舶制造及電子工業等領域,尤其在航空航天領域市場占有率較高,終端客戶主要包括中航工業下屬單位、航天科工下屬單位、航天科技下屬單位等,且已成為空客公司金屬3D打印服務的合格供應商。發展歷程2011年,鉑力特在西安成立,成立之初主要從事LSF及3D打印修復技術的研究;2012年,公司意識到SLM技術在成形復雜精密部件的優勢,開始進行SLM技術的研發;2017年,公司開始從事金屬3D打印材料的研發。公司于2019年在上交所科創板上市,產能開始大幅擴張。資料來源:公司公告,光大證券研究所整理股權結構公司實際控制人為折生陽、薛蕾。薛蕾為公司董事長兼總經理,博士研究生學歷,中國光學學會激光加工專業委員會委員、中國材料研究學會青年工作委員會第八屆理事會理事、中國增材制造產業聯盟副理事長、陜西省航空學會理事、國防科技工業航天特種構件3D打印技術創新中心理事,深耕3D打印行國防軍工國防軍工資料來源:公司公告,光大證券研究所整理;注:統計時間2023年9月30日公司業務處于快速擴張期,2022年公司實現營收9.18億元,同比增長66.32%;2022年公司歸母凈利潤為7950萬元,同比扭虧(2021年歸母凈虧損5331萬元剔除股份支付費用前為2.42億元,同比增長102.75%,營收利潤均保持高速增長,2023Q1-3實現營收7.42億元,歸母凈利潤3847萬元。資料來源:公司公告,光大證券研究所整理資料來源:公司公告,光大證券研究所整理公司毛利率穩定在高位,2023Q1-3綜合毛利率46.69%,歸母凈利潤率5.19%,主要由于股權激勵費用計提所致。期間費用方面,2023Q1-3期間費用率總計44.12%,2022年以來呈現逐步下降的趨勢,主要由于管理費用率下降(計提股權激勵費用變少)。細分來看,銷售費用率7.50%、管理費用率15.80%、研發費用率18.31%。國防軍工國防軍工資料來源:公司公告,光大證券研究所整理資料來源:公司公告,光大證券研究所整理鉑力特的業務范圍涵蓋金屬3D打印服務、設備、原材料、工藝設計開發、軟件定制化產品等,構建了較為完整的金屬3D打印產業生態鏈。公司營收主要可分為三大板塊:定制化3D打印產品、設備及配件、原材料,其中定制化產品業務近年來增長較快,已成為公司最主要的收入來源,2022年營收占比達50.94%。資料來源:公司公告,資料來源:公司公告,光大證券研究所整理3D打印定制化產品公司金屬3D打印定制化產品服務基于客戶產品技術要求及成本驅動,產品尺寸從毫米級到數米級。可選擇SLM、LSF、WAAM技術等,成形材料涵蓋鈦合金、高溫合金、鋁合金、銅合金、不銹鋼、模具鋼、高強度鋼等多個種類,其中以高溫合金和鈦合金為主。國防軍工國防軍工資料來源:公司官網,光大證券研究所整理公司生產的定制化金屬3D打印產品,廣泛應用于航空航天、汽車、醫療、模具、電子、能源動力等領域,先后承擔工信部、科技部多類3D打印科研攻關項目,參與支持多個國防型號工程的研制與交付,完成了多項裝備發展部、國防科工局的3D打印技術攻關任務。2020年3月,公司收到空中客車公司零部件認證團隊對公司制造的A330-NEO某3D打印零件的認證結果,該零件由BLT-S310打印,零件性能達到空中客車民用航空零件的裝機要求。使用材料格柵艙門、通風器、鈦合金框、主連接箱體零件、飛機中央翼上下緣資料來源:公司公告,光大證券研究所整理截至2022年,3D打印定制化產品已成為公司最重要的收入來源,營收占比達50.94%,同比增長達68.26%。3D打印定制化產品是公司銜接下游客戶需求的重要途徑,公司貼合客戶需求進行產品生產,能夠更好地發掘產品痛點,對癥下藥,有望成為公司未來擴大市場份額的重要途徑。國防軍工國防軍工資料來源:公司公告,光大證券研究所整理自研設備及配件公司自研金屬3D打印設備主要分為PBF技術和DED技術,其中SLM(PBF)設備占主要地位。資料來源:公司官網,光大證券研究所整理公司自主研發十余個型號,不同型號設備對應不同細分市場,出貨量及市場占有率在國內金屬3D打印設備市場位居前列,且設備的部分核心參數能夠達到國際先進水平。國防軍工國防軍工資料來源:公司公告,公司官網,光大證券研究所整理原材料公司在原材料研發方面的核心人員擁有多年金屬3D打印專用材料研發及應用經驗,在新材料研究方法、材料特性發掘及應用方面積累了豐富的經驗,為公司金屬3D打印專用材料的產業化打下了深厚基礎。公司生產粉末制備工藝成熟穩定,粉末球形度、空心粉率、雜質含量、特殊元素含量均達到行業先資料來源:公司官網,光大證券研究所整理鉑力特擁有制粉專用車間,廠房面積5000平方米,具有多條粉末生產線,具有年產400噸高品質成品粉末的能力。(1)設備&服務雙驅,打造國內金屬3D打印龍頭國防軍工國防軍工公司通過布局3D打印設備&3D打印服務,支撐其營收業績的高速增長。從放量節點上判斷,新技術的應用拓展,將伴隨著相關設備的快速起量,進而助力公司營收高速增長;而后續隨3D打印技術相關應用的不斷拓展,3D打印服務商業務將進一步助力公司快速成長。(2)定增募資,持續擴大產能,鞏固行業地位公司上市以來,持續擴充產能:當2022年定增項目后續落地&投產,將總共形成超大型設備機時124.2萬小時/年、大型設備機時75.33萬小時/年、中小型設備機時110.97萬小時/年;金屬3D打印設備1400臺/年;金屬3D打印原材料1200噸/年的產能。為后續高端產品滲透率提升&民品應用空間打開后搶占市場份額提前布局。∑資料來源:公司公告,光大證券研究所整理(3)股權激勵,調動核心員工積極性為進一步穩定和激勵核心團隊,為公司長遠穩健發展提供機制和人才保障,公司于2020

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