報告出品方/作者：國聯(lián)證券，張曉春、趙聞愷，原標題：《3D打印行業(yè)研究：3D打印揚帆起航，藍海市場未來可期》，以下是報告全文。

1. 3D 打印—推動新一輪工業(yè)革命的重要科技

1.1 個性化、復雜化需求催生 3D 打印

3D 打印又稱為增材制造（Additive Manufacturing，AM），是涵蓋多學科的先進 制造技術。3D 打印是以計算機三維設計模型為藍本，通過軟件分層離散和數(shù)控成型系統(tǒng)，將三維實體變?yōu)槿舾蓚€二維平面，運用粉末狀金屬、塑料、陶瓷、樹脂等可粘 合原材料，通過逐層打印的方式來構造物體的技術。整體而言，3D 打印是信息網(wǎng)絡技 術、先進材料技術與數(shù)字制造技術的結合，制造流程橫跨多個學科，涵蓋機械、材料、 軟件、電子、設計、計算機視覺等。 當前世界多國將 3D 打印作為未來產(chǎn)業(yè)發(fā)展的新增長點。美國《時代》周刊將增 材制造列為“美國十大增長最快的工業(yè)”，英國《經(jīng)濟學人》雜志認為增材制造是推 動新一輪工業(yè)革命的重要科技，中國在《“十四五”智能制造發(fā)展規(guī)劃》、《中國制造 2025》等多項政策文件中提及增材制造。

類比平面打印工序，3D 打印可根據(jù)三維信息生產(chǎn)具有功能性的產(chǎn)品。3D 打印可 簡單理解為將傳統(tǒng)打印中的電子文檔替換為 3D 數(shù)字模型，通過專用材料進行逐層打 印，形成三維立體的產(chǎn)品。傳統(tǒng)平面打印的文件僅起到信息傳輸、保存作用，不具備 功能性，而通過 3D 打印出的產(chǎn)品可實現(xiàn)預設功能，作為零部件直接應用于航天軍工、 醫(yī)療器械、汽車等行業(yè)。
類比傳統(tǒng)的減材制造技術，3D 打印具備定制化、低損耗、精密制造等優(yōu)勢。傳 統(tǒng)減材制造工藝指通過設備對原材料進行車、銑、刨、鉆等加工流程。相比傳統(tǒng)減材 制造，3D 打印在設計過程中可實現(xiàn)定制化非標生產(chǎn)，生產(chǎn)中不需要提前準備模具，且 廢料相比傳統(tǒng)制造有所減少。此外，部分應用于精密制造領域的零件，在生產(chǎn)過程中 可能遇到模具無法生產(chǎn)、人工制造精度不足、內(nèi)部構造過于復雜等因素掣肘，僅能通 過 3D 打印生產(chǎn)。

基于上述 3D 打印特點，未來發(fā)展方向主要為定制化和復雜結構件的生產(chǎn)。3D 打 印成本端對規(guī)模經(jīng)濟敏感程度低，并不像傳統(tǒng)制造工藝，隨著產(chǎn)量的提升而實現(xiàn)降本 增效。因此，3D 打印在盈虧平衡點之前具有較大的競爭優(yōu)勢，通常這類產(chǎn)品至少具 備定制化或復雜程度高這兩個特點中的一個。定制化產(chǎn)品通常生產(chǎn)批量較少，無法通 過傳統(tǒng)工藝實現(xiàn)規(guī)?；?，應用領域多為航天軍工、醫(yī)療、文創(chuàng)教育等。復雜結構件方 面，往往通過人工或傳統(tǒng)工藝在量產(chǎn)后單價仍高于 3D 打印，亦或是難以通過傳統(tǒng)方 式生產(chǎn)，很難甚至無法實現(xiàn)生產(chǎn)，如部分特殊鏤空件、混合金屬件、具備生物相容性 可降解的人造器官等，應用領域多為航天軍工、汽車、醫(yī)療等。

1.2 3D 打印海外歷史由來已久，國內(nèi)追趕腳步漸近

縱觀全球 3D 打印行業(yè)發(fā)展歷史，大致可分為技術研發(fā)、量產(chǎn)應用、業(yè)務盈利三 個階段。3D 打印誕生于 20 世紀 80 年代初期，至今已經(jīng)歷了近 40 年的發(fā)展歷程，主 要可歸納為三個階段。 1980 年至 1990 年為第一階段，期間 3D 打印專利、技術、原型機先后誕生。1982 年 Charles Hull 首次提出將光學技術應用于快速成型領域，并于次年發(fā)明了世界上 第一臺立體光固化成型（SLA）3D 打印原型機，被譽為 3D 打印之父，此后各類 3D 打 印技術及其原型機不斷涌現(xiàn)。

1990 至 2010 年為第二階段，歐美逐漸形成具有影響力的 3D 打印公司，由技術 和理論的雛形過渡至 3D 打印機及產(chǎn)品的生產(chǎn)。3D Systems、Stratasys、EOS 等世界龍頭企業(yè)在這一階段先后推出 3D 打印設備，涵蓋當前主流的熔融沉積成型（FDM）、 選擇性激光燒結（SLS）、金屬激光燒結（SLM）等技術。此外，這一階段通過 3D 打印 所生產(chǎn)的產(chǎn)品類別也不斷擴大，下游應用場景隨之增加。

2010 年至今為第三階段，3D 打印行業(yè)迎來快速發(fā)展，龍頭企業(yè)不斷兼并收購。 2012 年 Stratasys 與 Object 合并，為 3D 打印業(yè)內(nèi)最大規(guī)模合并，3D System 于 2010- 2016 年先后完成對 Phenix Systems、Medical Modeling、Bot Object 等公司的收購， 美國 GE 于 2016 年收購 3D 打印巨頭 Concept Laser 和 Arcam，各龍頭企業(yè)在兼并重 組下業(yè)務規(guī)模迎來快速發(fā)展。

我國 3D 打印行業(yè)起步滯后于歐美十年左右，但近年來差距逐步縮小。我國 3D 打 印行業(yè)起步于 20 世紀 90 年代初期，上世紀 90 年代由清華大學、西安交通大學、華 中科技大學等多所高校在政府資金支持下啟動增材制造技術研究，1995 年西安交大 成功研發(fā) 3D 打印樣機，2000-2010 年間各高校先后實現(xiàn) SLA、SLS、FDM、SLM 等主流 3D 打印技術零的突破。2011-2016 年間處于技術追趕階段，3D 打印行業(yè)相關專利數(shù) 量由 2011 年的 5 個迅速攀升至 2016 年的 6564 個，技術水平逼近歐美國家。2016 年后我國涉及 3D 打印業(yè)務公司的數(shù)量激增，2019 年國內(nèi) 3D 打印第一股鉑力特于科創(chuàng) 板上市，標志著我國 3D 打印行業(yè)逐步完成從技術積累到商業(yè)化的過渡。

1.3 多種工藝技術類型，適配不同下游應用

當前主流 3D 打印分類維度中，依照所使用的材料不同，分為金屬 3D 打印與非 金屬打印，并通過不同的技術特點進一步區(qū)分。金屬 3D 打印由于其壁壘高、價值量 高、未來應用空間大等特點，關注度高于非金屬 3D 打印。其中，金屬 3D 打印中所應 用的主流技術包括選擇性激光熔化（SLM）、電子束熔化成型（EBM）、激光近凈成型 （LENS），打印原材料多為鐵、鈦、鎳、鋼等金屬粉末，多用于航空航天&軍工、醫(yī)療 器械等產(chǎn)品性能要求較高的領域；非金屬 3D 打印中所應用的主流技術包括選擇性激 光燒結（SLS）、光固化成型（SLA）、熔融沉積成型（FDM）、三維立體打?。?DP）、材 料噴射成型（PJ）等，多用于工業(yè)模具、文娛創(chuàng)意、醫(yī)療用品等非標產(chǎn)品制造。其中 部分技術（SLS 和 3DP）也可使用金屬粉末作為原材料打印，但市場主流選材為塑料、 樹脂、尼龍、陶瓷等材料，因此仍被歸為非金屬打印類別。

對比 SLM 技術和其余技術，是理解 3D 打印分類較為便捷的方式。SLM 當前工藝 技術成熟、泛用性較高，可將 SLM 技術與其余技術對比，以理解當前主流技術。SLM 打印機器上半部分為激光器，下半部分為鋪在基板上的金屬粉末床，成型方式為熔化 后固化成型，即通過熔化金屬粉末床上的金屬，冷卻凝固后成型，逐層重復此操作后 打印出成品。其余金屬和非金屬3D打印工藝技術可視為基于SLM技術的改造和創(chuàng)新。

金屬 3D 打?。?1. EBM 技術：將上半部分激光器替換為電子束，在近真空的環(huán)境中打印，即為 EBM 技術； 2. LENS 技術：將上半部分添加金屬粉末噴嘴以替代下半部分的金屬粉末床，即 為 LENS 技術。

非金屬 3D 打印： 1. SLS 技術：將下半部分金屬粉末床中添加熔點相對較低的粉末粘結劑，通過 粘結成型，即為 SLS 技術； 2. SLA 技術：將上半部分激光器替換為紫外線激光，下半部分金屬粉末床替換 為液體光敏樹脂池，通過照射光敏樹脂實現(xiàn)光固化成型，即為 SLA 技術； 3. FDM 技術：將上半部分激光器替換為熱熔噴頭，下半部分僅保留基板，通過 熱熔噴頭直接熔化材料并擠出成型，即為 FDM 技術； 4. 3DP 技術：將上半部分激光器替換為可噴灑、無需加熱、具有黏性的粘結劑， 下半部分為材料粉末床，通過粘結粉末后成型，即為 3DP 技術； 5. PJ 技術：將上半部分激光器替換為光敏聚合性材料和紫外線燈，下半部分僅 保留基板，通過照射光敏材料實現(xiàn)光固化成型，即為 PJ 技術。

SLM 是當前金屬打印主流方案，產(chǎn)品性價比相對占優(yōu)。通過金屬 3D 打印出的產(chǎn) 品普遍具有優(yōu)異的性能，可契合航空航天&軍工、醫(yī)療等行業(yè)苛刻的性能要求，但也 面臨整體打印成本較高（幾萬至幾十萬不等）、成品尺寸受限、生產(chǎn)效率較慢的問題。 其中 SLM 打印性價比相對占優(yōu)，具備高致密度、高強度、高精度、高利用率的優(yōu)勢， 同時成本相對 EBM 和 LENS 較低，技術發(fā)展成熟，是當前金屬 3D 打印主流的解決方 案。

非金屬打印中，SLS、SLA 和 FDM 是當前較為常用的技術。通過非金屬 3D 打印出 的產(chǎn)品普遍在強度、精度、表面粗糙度等性能方面弱于金屬 3D 打印，但可滿足一般 工業(yè)制造和創(chuàng)意品生產(chǎn)的需求，同時成本相對較低。SLS、SLA 和 FDM 技術在國內(nèi)外 均相對成熟，打印出的產(chǎn)品下游需求較高，是當前較為常用的非金屬 3D 打印解決方 案。 SLS 工藝，具有使用材料廣泛、精度高、生產(chǎn)效率高、無需支撐結構等優(yōu)勢，且 技術較為成熟。缺點方面源于粘結成型方法，成品存在空隙，力學性能較差，可能面 臨再加工，且整體成本在非金屬 3D 打印中相對較高。 SLA 工藝，受益于光固化成型方式，制作的產(chǎn)品精度較高，表面質(zhì)量較優(yōu)，具有 防水和耐熱的優(yōu)點。缺點方面則源于樹脂材料自身缺陷，強度和剛度相對欠佳，生產(chǎn) 過程需要支撐結構。 FDM 工藝，在設備結構中無需激光器等重要零部件，設備成本低，打印速度快。 同時打印原材料為熱塑性材料，對使用環(huán)境要求寬松，適用于辦公室或家庭環(huán)境。但 存在印成品精度低、無法打印復雜構件等缺點，因此 FDM 技術普遍被作為桌面級 3D 打印首選方案。

2. 行業(yè)發(fā)展空間廣闊，下游應用仍處藍海

2.1 政策助力行業(yè)高速發(fā)展

政策助力行業(yè)高速發(fā)展。3D 打印技術作為產(chǎn)業(yè)升級中的重要一環(huán)，得到國家層 面的充分重視，政策自 2015 年后密集出臺，呈現(xiàn)出延續(xù)性強、響應速度快的特點。 同時，從政策效果來看成效顯著，主要目標均已實現(xiàn)，行業(yè)標準逐步完善。

持續(xù)性規(guī)劃為 3D 打印行業(yè)描繪發(fā)展藍圖。2015 年 2 月工信部等六部門出臺的 《國家增材制造產(chǎn)業(yè)發(fā)展推進計劃（2015-2016 年）》中首次將增材制造行業(yè)列入國 家戰(zhàn)略層面，同年《中國制造 2025》中重點指出加快增材制造技術和裝備在生產(chǎn)過程 中的應用，為產(chǎn)業(yè)迎來高速發(fā)展契機。2016 年“十三五規(guī)劃”中首提增材制造，并作為高頻詞頻繁出現(xiàn)在后續(xù)具體政策中，政策延續(xù)性較強。2021 年“十四五規(guī)劃”中增 材制造重要性再上臺階，被列為重點任務，規(guī)劃中強調(diào)要加強關鍵核心技術攻關。此 后各部委及地方政府快速響應，上海、廣東、江蘇、重慶等多省市在核心政策文件中 明確增材制造在整體高端制造業(yè)發(fā)展中的重要地位，各地方政府結合當?shù)匦枨蠛蛢?yōu)勢， 因地制宜發(fā)展增材制造產(chǎn)業(yè)鏈。

政策成效顯著，主要目標均已實現(xiàn)，行業(yè)標準逐步完善。目標方面，2017 年 12 月工信部等十二部門聯(lián)合印發(fā)《增材制造產(chǎn)業(yè)發(fā)展行動計劃（2017-2020 年）》，提出 了到 2020 年增材制造產(chǎn)業(yè)銷售收入超過 200 億元的行動目標。根據(jù)中商產(chǎn)業(yè)研究院 數(shù)據(jù)顯示，2020 年國內(nèi)增材制造市場規(guī)模達 208 億元，同比增長超過 30%，政策收效 良好，為后續(xù)行業(yè)發(fā)展增添信心。行業(yè)規(guī)范方面，2020 年國家標準化管理委員會、工 信部等多部門印發(fā)《增材制造標準領航行動計劃（2020-2022 年）》，提出構建立足國 情、對接國際的增材制造新型標準體系，加速行業(yè)相關標準落地。當前我國增材制造 國家標準共 30 條，其中 21 條為近 3 年內(nèi)確立，逐步實現(xiàn)標準化，為行業(yè)發(fā)展保駕護 航。

2.2 行業(yè)市場空間廣闊

全球 3D 打印市場空間方面，根據(jù)《Wohlers Associates 2022》報告，2015-2021 年增材制造市場規(guī)模年復合增長率為 19.77%，其中 2021 年全球增材制造市場規(guī)模達 152.4 億美元，同比增速為 19.5%。預計 2025 年增材制造市場規(guī)模將達到 298 億美 元，2021-2025 年 CAGR 約為 18.2%；在疫情掣肘消散后，疊加下游應用場景不斷擴 充，Wohlers 預計 2030 年增材制造市場規(guī)模將達到 853 億美元，2021-2030 年 CAGR 約為 21.1%，2025-2030 年 CAGR 約為 23.4%。

金屬增材制造將迎來高速發(fā)展。金屬 3D 打印對生產(chǎn)成本、產(chǎn)品質(zhì)量、技術要求 普遍高于非金屬 3D 打印，下游的泛用性弱于非金屬 3D 打印。近年來隨金屬 3D 打印 技術不斷優(yōu)化，產(chǎn)品質(zhì)量趨近甚至超過傳統(tǒng)制造工藝，市場規(guī)模逐漸擴大。SmarTech Analysis 數(shù)據(jù)顯示 2019 年全球金屬增材制造市場規(guī)模為 33 億美元，預計未來將延 續(xù)高增速態(tài)勢，到 2024 年市場規(guī)模將擴張至 110 億美元，2019-2024 年 CAGR 高達 27.2%,顯著快于Wohlers 預計的增材制造行業(yè)整體增速（2021-2030 年 CAGR 約為 21.1%）。

從細分項占比來看，根據(jù) Wohlers 顯示的 2021 年數(shù)據(jù)，細分產(chǎn)品規(guī)模中 3D 打印 服務、3D 打印設備和 3D 打印原材料分別占比 40.9%、22.4%和 17.1%，市場規(guī)模分別 為 62.3、34.1 和 25.9 億美元。 從原材料市場占比來看，聚合物粉材、光敏樹脂、聚合物絲材和金屬材料為主要 原材料，占比分別為 34.7%、25.2%、19.9%和 18.2%，值得注意的是，聚合物粉末銷 量同比增長 43.3%，超過光敏樹脂成為最常用的增材制造材料，SLS、SLM 等基于粉末 床的工藝技術下游需求量有所提高。

國內(nèi) 3D 打印市場空間方面，Wohlers 數(shù)據(jù)顯示，從增材制造設備安裝量角度來 看，中國市場占全球比重約 10.6%，位列世界第二。根據(jù)中商產(chǎn)業(yè)研究院測算，2021 年國內(nèi)增材制造市場規(guī)模為 260 億元，同比增速 25.0%，相較 2018 年產(chǎn)業(yè)規(guī)模實現(xiàn) 翻倍。預計到 2024 年產(chǎn)業(yè)規(guī)模將超過 500 億元，2021-2024 年 CAGR 將維持在 24.0% 左右，顯著高于全球增長水平，國內(nèi)增材制造行業(yè)或將迎來高速發(fā)展期，未來增量空 間廣闊。

從國內(nèi)市場結構來看，我國 3D 打印設備、3D 打印服務、3D 打印材料市場份額占 比分別為 49.5%、26.5%和 24.0%，與全球增材制造市場結構有所差異，或由于我國 3D 打印仍處發(fā)展階段，產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節(jié)分工較為模糊，往往 3D 打印設備廠商同時開展原 材料生產(chǎn)和下游服務業(yè)務。

從國內(nèi)打印材料市場結構來看，鈦合金、PLA 和尼龍是首選打印材料，市占率分 別為 20.2%、15.2%和 14.1%，對比全球原材料市場結構，我國在金屬 3D 打印方面應 用更多，金屬及合金材料共占比 40%左右，遠高于國際水平，一方面源于我國在桌面 級 3D 打印設備市場需求的不足，由于桌面級設備的可選消費屬性較強，國內(nèi)家庭、 學校中的 3D 打印設備滲透率低于歐美，另一方面則由于歐美傳統(tǒng)鑄造、鍛造業(yè)發(fā)達， 可實現(xiàn)高難度結構件生產(chǎn)，而我國在復雜結構件生產(chǎn)方面或較為困難，或通過 3D 打 印的方式成本優(yōu)于傳統(tǒng)工藝，因此我國在工業(yè)級金屬 3D 打印方面的市場規(guī)模大于桌 面級非金屬 3D 打印。考慮到工業(yè)級金屬 3D 打印由于高壁壘的因素，全球僅有少數(shù)公 司可實現(xiàn)生產(chǎn)原材料、制備設備、生產(chǎn)產(chǎn)品這一完整服務流程，我國金屬 3D 打印行 業(yè)的重要性凸顯。

宏觀角度而言，3D 打印行業(yè)中設備公司往往涉及到原材料、設備零部件和下游 服務業(yè)務，而專精原材料和設備零部件的企業(yè)通常 3D 打印業(yè)務占比較低。因此，通 過 3D 打印設備企業(yè)市場競爭格局觀察整體行業(yè)更為合意。 國內(nèi)競爭格局方面，當前國內(nèi) 3D 打印設備市場較為分散。CR3 分別為國內(nèi)的聯(lián) 泰科技、美國的 Stratasys 和德國的 EOS 構成，合計占比約為 44.3%。國產(chǎn)主流設備 廠商除聯(lián)泰科技外，華曙高科和鉑力特市場占有率相對較高，分別為 6.6%和 4.9%。 全球競爭格局方面，由于桌面級 3D 打印設備單品價值量低、出貨量大、參與企業(yè)眾 多等因素，通常以工業(yè)級 3D 打印設備（售價高于 5000 美元）出貨量占比數(shù)據(jù)觀察競 爭格局。當前工業(yè)級龍頭主要為美國 Stratasys 和 3D Systems，2019 年工業(yè)級出貨 量分別為 16.6%和 12.8%。國內(nèi)工業(yè)級非金屬設備企業(yè)聯(lián)泰科技和先臨三維進入前十， 出貨量占比分別為 2.4%和 2.0%。

考慮到 3D 打印設備分類維度較為多樣，既可通過原材料分為金屬和非金屬，也 可依照價值量和應用領域分為工業(yè)級和桌面級，將主要參與企業(yè)按不同維度細化分類， 可更好觀測行業(yè)競爭格局。 金屬 3D 打印設備多為工業(yè)級設備，通常具備單品價值量高、設備及服務銷售毛 利率高、出貨量較低的特征。國內(nèi)方面，主營為金屬 3D 打印的企業(yè)營收在 1 億元至 5 億元左右，上市公司僅鉑力特（銀邦股份子公司飛而康涉及金屬 3D 打印業(yè)務），除 鉑力特外華曙高科、鑫精合等企業(yè)在技術方面具備一定競爭力。海外方面，主要金屬 3D 打印企業(yè)均已上市，3D Systems 營收最高，約合人民幣 40 億元。 非金屬 3D 打印既有工業(yè)級也有桌面級設備，通常價值量低、設備及服務銷售毛 利率低于金屬設備，但出貨量和公司整體營收較高。國內(nèi)方面，主要企業(yè)均未上市， 多處于掛牌或一級市場融資階段。其中創(chuàng)想三維是桌面級龍頭，營收超過 10 億元， 為國內(nèi) 3D 打印行業(yè)營收最高的企業(yè)。聯(lián)泰科技為工業(yè)級非金屬設備龍頭，營收為 4.35 億元。海外方面，行業(yè)內(nèi)主要公司均已上市，3D Systems 和 Stratasys 為非金屬龍 頭，營收約為 40 億元。

2.3 下游應用場景豐富，藍海市場尚待發(fā)掘

以航空航天、醫(yī)療、汽車為代表的三大應用領域空間廣闊。從 3D 打印下游應用 市場占比來看，占比最多的三個領域是航空航天、醫(yī)療和汽車，占比分別為 16.8%、 15.6%和 14.6，其中航空航天中的應用多為金屬 3D 打印，SLM、EBM 和 LENS 工藝均有 所使用。醫(yī)療和汽車行業(yè)在應用過程中既有金屬也有非金屬 3D 打印，主流工藝均有 涉及。根據(jù)安永發(fā)布的報告來看，當前航空航天與國防領域是 3D 打印滲透率較高的 領域，且具有較高的未來發(fā)展上限。 從商業(yè)模式來看，3D 打印下游應用可分為軍用端和民用端。軍用方面，3D 打印 在航空航天和軍工領域應用廣闊，以 3D 打印定制化產(chǎn)品銷售為主，主要應用在導彈、 軍機、發(fā)動機零部件中，例如導彈中的舵、燃燒室、進氣道，軍機中的格柵葉片，發(fā) 動機中的冷端、熱端葉片等。軍品多采用協(xié)商定價，利潤普遍較高。民用方面，主要 應用在汽車、醫(yī)療、文創(chuàng)教育等領域，3D 打印設備銷售相對較多。以鉑力特為例， 2021 年鉑力特設備銷售共 140 臺，軍用設備銷售占比和民用設備銷售占比分別約為 43%和 57%。但從價值量來看，鉑力特軍品設備單價更高，價格在幾百萬至上千萬一 臺，高于民用的幾十萬至百萬的價格區(qū)間。整體來看，當前軍用下游需求較高，對于 金屬 3D 打印技術成熟度要求高；民用下游行業(yè)較多，未來增長空間廣闊，應用中既 有金屬工藝也有非金屬工藝，除工藝成熟度外還需考慮到產(chǎn)業(yè)鏈升級和消費升級進程。

2.3.1 航空航天領域應用發(fā)展方興未艾

金屬 3D 打印在航空航天&軍工領域增長潛力較高。航空工業(yè)中應用的原材料多 為鈦合金、鋁鋰合金、超高強度鋼、高溫合金等材料，普遍具有強度高、化學性質(zhì)穩(wěn) 定、不易成型加工等特點，傳統(tǒng)工藝在加工這些金屬時面臨較高的技術壁壘。金屬 3D 打印的快速發(fā)展為航天軍工業(yè)帶來新的發(fā)展思路，SLM、EBM 和 LENS 等金屬 3D 打印 工藝廣泛應用于航空航天領域，極大的促進了航空航天結構設計的靈活性，實現(xiàn)了由 “制造約束設計”向“功能引領設計”的根本轉變。同時，由于航空航天領域價格敏 感度較低的特性，使得 3D 打印在領域率先發(fā)展。 多重優(yōu)勢助力金屬 3D 打印在航空航天領域快速發(fā)展。金屬 3D 打印在航空航天 領域應用中的優(yōu)勢涵蓋四個方面：一是復雜結構設計得以實現(xiàn)，即可生產(chǎn)傳統(tǒng)工藝較 難生產(chǎn)的復雜結構，又可通過復合材料使零件不同部位具備不同性能，在我國傳統(tǒng)鍛 造、鑄造技術相對落后于歐美的背景下，這一優(yōu)勢重要性凸顯，或可通過 3D 打印技 術實現(xiàn)高端制造業(yè)的“彎道超車”；二是縮短研發(fā)周期，無需制造生產(chǎn)模具，且節(jié)約 了研發(fā)過程中糾錯、修改、優(yōu)化的時間；三是優(yōu)化零部件性能，通過中空夾層、一體 化結構、鏤空點陣結構和異形拓撲優(yōu)化結構，實現(xiàn)輕量化，減少應力集中的同時增加 使用壽命；四是可提高材料的利用率，降低制造成本。

歐美國家在航空航天領域中應用金屬3D打印的案例相對較多。航空航天領域SLM 是最常選擇的工藝類型。受益于發(fā)展歷史久，技術相對成熟，歐美國家在 SLM 的設備 研發(fā)、軟件開發(fā)、粉末原材料制備、工藝優(yōu)化及質(zhì)量監(jiān)測等方面處于領先地位。當前 以美國為首的發(fā)達經(jīng)濟體應用案例相對較多，逐漸由研發(fā)試驗轉向規(guī)?；瘧秒A段。 我國應用案例主要來源于以鉑力特為首的工業(yè)級金屬 3D 打印龍頭。鉑力特招股 說明書中顯示，公司 3D 打印零部件產(chǎn)品批量裝機應用于國家重點型號工程的研制， 具體包括 7 個飛機型號、4 個無人機型號、7 個航空發(fā)動機型號、2 個火箭型號、3 個 衛(wèi)星型號、5 個導彈型號等，在大飛機、先進戰(zhàn)機、無人機、高推比航空發(fā)動機、新 型導彈的研發(fā)、生產(chǎn)環(huán)節(jié)中均有應用。最為代表性的應用案例包括國內(nèi)參與 C919 大 飛機研發(fā)，國外參與空客 A350 飛機大型精密件的研發(fā)和制造。

我國金屬 3D 打印未來發(fā)展?jié)摿驅碓从谛枨髷U容。一方面來自需求市場整體 增量，隨 C919 國產(chǎn)大飛機取得型號合格證并投入商業(yè)運營，根據(jù)《中國商飛公司市 場預測年報（2021-2040）》，C919 的成功交付標志著未來有望開拓萬億級民航市場。 鉑力特利用 LENS 技術生產(chǎn) C919 鈦合金翼緣條，證實了我國在 3D 打印方面的技術突 破和應用價值。未來 3D 打印在加工復雜金屬結構件和機務維修方面都存在潛在應用 場景。另一方面則來自于制造業(yè)存量市場空間中，傳統(tǒng)制造業(yè)向高端制造業(yè)轉變帶來 的需求。我國在傳統(tǒng)制造業(yè)中的鍛造、鑄造等方面相對落后于歐美國家，相同質(zhì)量的 零部件我國在生產(chǎn)方面可能面臨更貴、更難制造的劣勢，在同樣是成本、需求驅動的 市場中，未來我國由傳統(tǒng)制造業(yè)向 3D 打印領域過渡將更為順滑，在國產(chǎn)替代背景下， 金屬 3D 打印的應用有望助力國產(chǎn)替代進程提速。

2.3.2 國內(nèi)醫(yī)療領域應用較為成熟

3D 打印技術適用于小批量、定制化的產(chǎn)品生產(chǎn)，完美契合生物醫(yī)療領域的需求， 由于人體的個體差異，每名患者使用的義齒、醫(yī)療植入物、手術導板等醫(yī)療器械不盡 相同，對個性化定制的需求較高，傳統(tǒng)工藝無法通過批量生產(chǎn)達到降本增效，通過 3D 打印生產(chǎn)醫(yī)療領域用品成為當前新的解決方案。根據(jù) Globe Newswire 發(fā)布的《2022 年全球 3D 打印醫(yī)療器械市場分析報告》，全球 3D 打印醫(yī)療領域市場預計將從 2021 年 的 22.9 億美元增長到 2026 年的 44.9 億美元。

3D 打印技術在醫(yī)療領域應用可分為四個階段。第一階段是打印模型模具，使用 無生物相容性材料，即不會直接與人體細胞接觸或產(chǎn)生反應的材料，這一階段上游可 選材料充分，多用于制造醫(yī)療模型、手術導板等；第二階段是打印人體內(nèi)置用品，使用具有生物相容性但非降解材料，上游選材以鈦合金、鈷鉻合金等材料為主，多用于 制造骨科、齒科領域的人體植入物；第三階段是打印人體組織，使用具有生物相容性、 可降解的材料，打印肌肉、軟骨組織、皮膚等，在植入后緩慢降解并讓位給人體自身 生長的活性組織；第四階段是打印內(nèi)臟器官，結合細胞、細胞外基質(zhì)、蛋白等生長因 子打印可運行的人體器官，例如肝臟、心臟、血管等。目前 3D 打印廣泛應用于第一 和第二階段，常用于齒科、骨科和康復輔助器械等領域。

齒科：齒科 3D 打印是指通過數(shù)字化掃描與 3D 打印的結合，根據(jù)不同患者口腔內(nèi) 三維數(shù)據(jù)定制化打印，實現(xiàn)精準醫(yī)療和精準種植，使常用齒科醫(yī)療用品在精密度方面 得到提升，牙冠邊緣、內(nèi)冠與牙體之間更具密合性，提高臨床效果與患者舒適度。 齒科 3D 打印在工藝上通常選取非金屬的 SLA 和 DLP 工藝，上游材料選用上光敏 聚合物占比接近 80%，其余原材料多為金屬粉末，廣泛應用于口腔正畸、口腔修復和 口腔種植環(huán)節(jié)，打印的醫(yī)療用品多為牙橋、牙冠和牙科模型。根據(jù) SmarTech 的數(shù)據(jù) 顯示，2021 年增材制造的牙科產(chǎn)品價值高達 35 億美元，其中烤瓷牙冠應用市場價值 約為 7.97 億美元，占比 22.6%。此外，3D 打印牙科領域的軟件市場可觀，2021 年軟 件銷售額近 1.5 億美元。

骨科：3D 打印在制造多孔結構的骨科植入物方面具有優(yōu)勢，根據(jù)患者特點能夠 高精度定制復雜結構的植入體，優(yōu)化體內(nèi)植入物的結構安全，增加植入物與患者的匹 配度，常見的關節(jié)、脊柱、顱頜面等植入物均可通過 3D 打印實現(xiàn)。骨科 3D 打印在工 藝和原材料的選擇面上較廣，常用的 SLM、EBM、SLS、SLA 和 DLP 工藝均可應用于骨 科植入物，材料可根據(jù)打印產(chǎn)品應用不同選取金屬粉末、光敏樹脂、塑料絲材、陶瓷 粉末等。 我國 3D 打印骨科植入物在部分三甲醫(yī)院臨床治療中的應用已處于國際先進水平， 且使用歷史較長。例如上海第九人民醫(yī)院在 2014 年就已將金屬 3D 打印個性化假體 應用于骨盆腫瘤切除與重建手術中，實現(xiàn)了個性化假體在形態(tài)、力學、生物學三方面 的適配。
康復輔助器械：3D 打印技術結合 3D 掃描、計算機診斷、生物力學等技術，可打 印定制式矯形器，具備取型方便、模型精度高、材料性能優(yōu)異等特點，可對患者矯形 結果進行精確控制。常用領域包含矯正器具、輔助器具、假肢等，多數(shù)上肢矯形器、 下肢矯形器、仿生肌電手、小腿假肢、助聽器外殼等康復器械可通過 3D 打印實現(xiàn)生 產(chǎn)。涉及的設備工藝主要為非金屬打印中的 SLS 和 FDM，通常選取的上游材料為 ABS、 TPU、尼龍等塑料。

2.3.3 汽車領域潛在應用空間廣闊

汽車行業(yè)是最早應用 3D 打印技術的領域之一，早在 20 世紀 90 年代，歐美整車 制造企業(yè)如福特、寶馬、大眾等，已將 3D 打印應用于汽車的研發(fā)和試制環(huán)節(jié)。車企 在應用 3D 打印技術上主要有三個發(fā)展方向，一是通過 3D 打印滿足客戶定制化需求， 進行個性化外觀組件定制；二是通過 3D 打印快速生產(chǎn)，減少部分零部件備庫壓力； 三是應用于汽車輕量化領域，通過中空夾層、一體化結構、鏤空點陣結構和異形拓撲 優(yōu)化結構，結合鈦合金、鋁合金、碳纖維等輕質(zhì)原材料，有效實現(xiàn)汽車降重。

全球角度來看，根據(jù) 3dpbm 發(fā)布的《汽車行業(yè) 3D 打印白皮書》，汽車零部件打印 市場空間較大，2020 年市場規(guī)模約為 26.8 億美元，預計 2026 年市場規(guī)模將達到 129.7 億美元，2030 年將超過 200 億美元，其中 25%的市場份額是新能源車的零部件生產(chǎn)。當前 3D 打印已廣泛應用于海外知名車企，通過觀察具體案例，或有助于發(fā)掘我國汽 車行業(yè)潛在 3D 打印需求方向。

保時捷：保時捷基于 3D 打印的應用較為廣泛，主要涉及三方面：一是提高可選 擇性，保時捷為 718、911 等經(jīng)典車型用戶提供 3D 打印的座椅，可選擇硬、中、軟 三個硬度級別。通過 3D 打印的座椅更符合人體工程學，舒適度、重量、透氣性等方 面均有所優(yōu)化；二是滿足復雜零備件的換件需求，零部件大量備庫將為車廠帶來庫存 壓力，根據(jù)需求臨時生產(chǎn)替換部件周期又相對較長，通過3D打印可快速生產(chǎn)零部件， 3D 打印生產(chǎn)批量小、單品價值量高、生產(chǎn)周期短的特性完美契合高檔車替換件的需 要；三是輕量化需求，保時捷通過 SLM 工藝生產(chǎn)鋁合金材質(zhì)的電驅外罩，使其重量 降低 10%的同時強度提升 20%。 奧迪：開設 3D 打印工廠，并與 SLM Solutions Group 合作生產(chǎn)原型和零配件。 通過 SLM 工藝生產(chǎn)復雜零部件，降低傳統(tǒng)制造在復雜構件生產(chǎn)過程中高昂的成本， 同時增加設計自由度，可使組件同時實現(xiàn)多種功能。

大眾：通過與惠普合作，使用 3DP 技術制造汽車零部件，相比傳統(tǒng)鋼板切割沖 壓成型，3D 打印的應用使零部件重量降至傳統(tǒng)制造工藝的 50%左右，并計劃在新車 型 T-Roc 中大規(guī)模應用。此外，大眾在零部件的輔助工具中，同樣采用了 3D 打印技術，傳統(tǒng)的車輪保護夾具采購價格為 800 歐元/個，工具的開發(fā)周期為 56 天，通過 3D打印技術生產(chǎn)，價格可降至21歐元/個，從設計到生產(chǎn)的總周期大幅縮短至10天。

國內(nèi)角度來看，我國 3D 打印在汽車領域的商業(yè)化應用案例相對較少，或源于需 求端的缺失。選擇采用 3D 打印技術的往往是中高端車企，通過 3D 打印實現(xiàn)汽車輕量 化，以追求卓越性能。此前國內(nèi)整車企業(yè)在中高端車型市場的空缺壓制了我國 3D 打 印在汽車領域的應用。隨國產(chǎn)新能源車質(zhì)量、性能和認可度不斷提高，比亞迪、蔚來、 理想等車企不斷進入中高端新能源車市場，疊加新能源車對于汽車輕量化的要求程度 普遍高于傳統(tǒng)能源汽車，未來 3D 打印在我國汽車行業(yè)的應用將成為新的藍海，市場 增量空間廣闊。

3. 3D 打印產(chǎn)業(yè)鏈及相關投資機會

3D 打印產(chǎn)業(yè)鏈上游方面，原材料上市公司主要集中在金屬粉末細分環(huán)節(jié)，當前 有研粉材和鋼研高納在金屬粉末方面實力強勁，技術處于領先地位，中航邁特在 3D 打印專用金屬粉末銷售量上占優(yōu)，但當前尚未上市。設備零部件方面，國產(chǎn)光纖激光 器龍頭銳科激光市占率較高，在國產(chǎn)替代背景下有望切入工業(yè)級金屬 3D 打印設備供 應鏈。 3D 打印產(chǎn)業(yè)鏈中游方面，非金屬 3D 打印龍頭為先臨三維，目前暫未上市。主要 投資機會更多聚焦于金屬 3D 打印設備，鉑力特當前為工業(yè)級金屬 3D 打印設備絕對 龍頭，在技術、產(chǎn)品、設備裝備量、研發(fā)投入上優(yōu)勢較大。

整體來看，3D 打印作為新興產(chǎn)業(yè)，中觀視角下產(chǎn)業(yè)規(guī)模增長更多的來自于下游 市場需求擴容，而微觀視角下，產(chǎn)業(yè)鏈中細分環(huán)節(jié)的未來業(yè)績增量空間或源于國產(chǎn)替 代邏輯。在市占率多被海外企業(yè)占據(jù)時，國內(nèi)廠商如實現(xiàn)技術突破，將產(chǎn)品質(zhì)量提升 至與海外廠商相近的水平，則有望實現(xiàn)國產(chǎn)替代。同時，當前國內(nèi)生產(chǎn)的設備中，國 產(chǎn)零部件占總零部件價值的比重也是觀察的角度之一，在占比較低的情況下，國產(chǎn)零 部件生產(chǎn)商存在切入供應鏈實現(xiàn)增長空間。因此，本文將從國產(chǎn)替代角度切入，梳理 產(chǎn)業(yè)鏈主要環(huán)節(jié)情況，觀察產(chǎn)業(yè)鏈國產(chǎn)化進程，進而挖掘細分環(huán)節(jié)中優(yōu)質(zhì)企業(yè)，揭示 相關優(yōu)質(zhì)標的。

3.1 上游打印原材料及設備

3.1.1 金屬粉末：海內(nèi)外質(zhì)量差距不斷縮短，未來發(fā)展前景廣闊

金屬材料通常價值量更高，生產(chǎn)壁壘也更高。3D 打印材料主要可分為金屬材料 和非金屬材料。金屬材料通常為金屬粉末，主要包括鈦合金、鈷鉻合金、不銹鋼、鋁 合金和其他高溫合金，主要應用在航空航天、軍工、汽車等領域，這類領域對金屬粉 末的品質(zhì)要求通常較高，因此金屬 3D 打印材料價值量和技術壁壘也相對較高，普遍 價格在千元/kg 左右，高端金屬粉末可供應的廠家相對較少，當前仍有部分依賴進口。 非金屬材料通常為各類塑料、樹脂、石膏、陶瓷材料，形態(tài)通常有粉末狀、絲狀、液 體狀等。非金屬材料在工業(yè)領域和消費領域均有應用，價格普遍在幾十元左右，國內(nèi) 已有較多廠家可以供應。

從不同金屬粉末特點來看，鈦合金具備比強度高、熱強度高、抗蝕性好、低溫性 能好等特點，在航空航天領域應用廣泛。從生產(chǎn)金屬粉末的制備方法來看，廣泛使用 的四種方法分別為固態(tài)還原法、電解法、化學法和霧化法。其中霧化法是指通過霧化 劑將金屬溶液粉碎至尺寸小于 150μm 顆粒的方法，霧化法既可以生產(chǎn)元素金屬粉末， 也可以生產(chǎn)合金粉末，是當前制備方法中的首選。金屬 3D 打印對于粉末質(zhì)量要求極 高，從參數(shù)指標來看，金屬粉末一般要求具備純凈度高、球形度好、粒徑分布窄、氧 含量低等特質(zhì)。

金屬粉末國產(chǎn)替代空間較大。從國內(nèi)金屬 3D 打印龍頭鉑力特的金屬粉末采購來 源來看，公司 2018 年度的采購數(shù)據(jù)中有具體采購來源的金額為 1094.5 萬元，海外供 應商金額占比達 95.8%，占比最高的金屬粉末供應商為德國 TSL，采購金額為 284.48 萬元，金屬粉末國產(chǎn)化程度較低。
當前海內(nèi)外金屬粉末質(zhì)量差距不斷縮短，國產(chǎn)替代有望實現(xiàn)。近年來國產(chǎn)金屬粉 末在技術和產(chǎn)能方面不斷提升，根據(jù)鉑力特 2021 年年報數(shù)據(jù)，公司已完成 10 條增材 制造專用金屬粉末生產(chǎn)線建設，已開發(fā)了大部分牌號的鈦合金粉末和關鍵牌號的高溫 合金粉末，公司當前鈦合金粉末基本滿足自用。有研粉材運用霧化技術，在實現(xiàn)降本 的同時，產(chǎn)品性能相較德國 TLS 更具備優(yōu)勢，在球形度、松裝密度、振實密度、流動 性等指標上更為出色。產(chǎn)能方面，中航邁特專注發(fā)展金屬 3D 打印材料多年，當前可 實現(xiàn) 800 噸/年金屬粉末產(chǎn)能，接近海外水平。

3.1.2 激光器：3D 打印上游核心設備硬件，存在國產(chǎn)替代空間

3D 打印設備零部件主要包括激光器、振鏡、主板、DLP 光引擎、掃描儀等。從價 值量占比來看，金屬 3D 打印設備中成本最高的是激光器，占整體設備成本 20%以上， 并且隨著設備升級，激光器在同一臺 3D 打印機中安裝的數(shù)量、品質(zhì)也將提升，北京 隆源生產(chǎn)的部分 3D 打印機中大型激光器占成本比重達到 40%。從國產(chǎn)化角度來看， 當前國內(nèi)光纖激光器市場中資龍頭占比已逼近 IPG 等海外巨頭，與 3D 打印設備適配 的型號在質(zhì)量上接近進口產(chǎn)品，此前國內(nèi)工業(yè)級金屬 3D 打印設備在激光器選擇中青 睞外資龍頭，近期在新設備生產(chǎn)中開始嘗試使用國內(nèi)供應商產(chǎn)品，中資龍頭未來有望 切入國產(chǎn)供應鏈。 激光器在 3D 打印設備中起到至關重要的作用，通過激光照射熔化金屬粉末并使 其最終成型。從激光器市場規(guī)模來看，2020 年中國激光器市場規(guī)模達到 109.1 億美 元，占全球激光器市場 66.12%的份額，預計在 2022 年市場規(guī)模將增長至 147.4 億美 元。

從國產(chǎn)化角度來看，3D 打印設備商采用國產(chǎn)激光器的比例相對較低。3D 打印設 備中使用的激光器多為連續(xù)光纖激光器，國內(nèi)龍頭在激光器上普遍選用 1KW 左右的激 光器，鉑力特、先臨三維在生產(chǎn)設備過程中普遍采用進口激光器。前期采用進口激光 器更多原因在于進口品質(zhì)好、更加穩(wěn)定、下游客戶認可等。

從發(fā)展趨勢來看，國內(nèi)激光器存在國產(chǎn)替代空間。國內(nèi)外技術差距較大的產(chǎn)品主 要集中在 10KW 以上的產(chǎn)品，在 1KW-3KW 功率激光器方面，國內(nèi)外技術水平差距不大， 但國產(chǎn)產(chǎn)品相較進口產(chǎn)品擁有 30-40%價差優(yōu)勢。國產(chǎn)化程度方面，根據(jù)《2022 中國 激光產(chǎn)業(yè)發(fā)展報告》數(shù)據(jù)，國產(chǎn) 1KW-3KW 光纖激光器出貨量已占據(jù) 90%份額以上。競 爭格局方面，2021 年銳科激光、創(chuàng)鑫激光市場份額逐年擴張，2021 年市場份額占比 分別為 27.3%和 18.3%，與海外龍頭 IPG 差距進一步縮小。在新設備研發(fā)制造方面， 鉑力特已嘗試采用國產(chǎn)激光器，處于產(chǎn)品性能驗證、調(diào)試階段。整體來看，3D 打印設 備中的激光器存在國產(chǎn)替代空間，有實力完成且已開啟國產(chǎn)替代進程。

3.2 中游 3D 金屬打印設備：技術層面國內(nèi)龍頭比肩海外巨頭

當前國內(nèi) 3D 打印設備主要被外資企業(yè)占據(jù)，具備國產(chǎn)替代前置條件。競爭格局 方面，當前國內(nèi) 3D 打印設備市場較為分散。CR3 由國內(nèi)的聯(lián)泰科技、美國的 Stratasys 和德國的 EOS 構成，合計占比約為 44.3%。國產(chǎn)主流設備廠商除聯(lián)泰科技外，華曙高 科和鉑力特市場占有率相對較高，分別為 6.6%和 4.9%。 金屬 3D 打印國產(chǎn)替代空間優(yōu)于非金屬 3D 打印。金屬 3D 打印設備一般均屬于工 業(yè)級，價格由幾萬至幾千萬不等，非金屬 3D 打印中桌面級銷量最高，整體價格由幾 千至幾萬不等。從進出口數(shù)據(jù)來看，自 2016 年以來中國實現(xiàn) 3D 打印設備凈出口，至 今出口總額實現(xiàn)五連增，但出口產(chǎn)品多為非金屬桌面級設備，進口則多為工業(yè)級設備。 2021 年 3D 打印設備出口金額約 5.85 億美元，出口均價在 200 美元/臺左右，多為家 用的桌面級設備。進口金額約為 3802 萬美元，進口均價在 5000 美元/臺左右，多為 工業(yè)級的設備，因此金屬 3D 打印國產(chǎn)替代空間整體高于非金屬 3D 打印。

金屬設備生產(chǎn)方面，國內(nèi)具備工業(yè)級 3D 打印機量產(chǎn)能力的企業(yè)較少，龍頭企業(yè) 包括鉑力特、華曙高科、易加三維等，在設備制造能力與軟件優(yōu)化方面與海外巨頭相 差不大。以鉑力特為例，公司在設備參數(shù)方面與海外巨頭同類產(chǎn)品水平接近，在成型 尺寸、預熱溫度、含氧量控制和鋪粉效率方面甚至優(yōu)于部分海外龍頭。產(chǎn)能方面，國 際龍頭Stratasys工業(yè)級3D打印機年產(chǎn)量在千臺水平，鉑力特年產(chǎn)能在幾百臺左右， 海內(nèi)外仍存在差距，2021 年 7 月 22 日，鉑力特發(fā)布最新公告，擬加碼投入 20 億元 用于金屬增材制造產(chǎn)業(yè)項目，建設周期 3 年，在鉑力特積極擴產(chǎn)的情況下，未來中國 有望逐步實現(xiàn)國產(chǎn)替代。

3.3 他山之石：復盤海外巨頭發(fā)展歷程

美國 3D 打印發(fā)展歷史久遠，3D 打印龍頭企業(yè)資本化時間較早，通過復盤海外龍 頭發(fā)展歷程，或能對 A 股 3D 打印相關標的投資有所啟示。3D 系統(tǒng)（3D Systems） 和 Stratasys 是美股 3D 打印行業(yè)上市公司中整體營收規(guī)模、市值較大的兩家龍頭，2010 年來股價走勢十分趨同，歷經(jīng)了兩輪行情：第一輪是 2012 年至 2014 年，期間漲跌幅 均超過 300%；第二輪是 2021 年初短暫的一波行情，2021 年 1 月 4 日至 2 月 9 日期 間，3D 系統(tǒng)漲幅超 400%，Stratasys 漲幅也超過 150%。兩輪行情歸因來看，政策引 導估值抬升，而業(yè)績端則更多受到兼并收購的影響。 2012-2014 年行情期間先后出現(xiàn)“戴維斯雙擊”、“戴維斯雙殺”。

估值方面，在 上行階段，政策持續(xù)發(fā)力拓寬行業(yè)前景預期，進而大幅抬升估值。美國時任總統(tǒng)奧巴 馬為重振制造業(yè)，2011 年 6 月發(fā)起先進制造合作伙伴關系（AMP），重點提及增材制 造，2012 年 3 月批準投資 10 億美金設立國家制造業(yè)創(chuàng)新網(wǎng)絡（NNMI），其中國家增 材制造創(chuàng)新中心（NAMII）為示范項目，2013 年 2 月在國情咨文中將 3D 打印列入國 家重點方向之一。

業(yè)績方面，在政策拓寬行業(yè)預期下，龍頭企業(yè)開啟了大幅并購之路， 3D 系統(tǒng)在本輪上漲期間多次并購，以 1.37 億美元收購 Z corporation 和 Vidar systems 成為當時行業(yè)最大收購案例，而后被 Stratasys 在 2013 年以 4 億美元收購 MakerBot 案例刷新，大幅收購在短期內(nèi)迅速提升企業(yè)營收，但并購多數(shù)系桌面級 3D 打印公司，隨后續(xù)家庭、個人的娛樂性、獵奇心得到滿足，需求持續(xù)預冷，前期并購 致使公司商譽大額減值，業(yè)績由正轉負，兩家企業(yè)遭遇“戴維斯雙殺”。

3D 系統(tǒng)剝離非核心資產(chǎn)階段性扭轉業(yè)績。2021 年初這輪短暫的行情由 3D 系統(tǒng) 發(fā)布向好的業(yè)績預期引發(fā)，報告稱公司已完成旗下 Cimatron 和 GibbsCAM 軟件業(yè)務的 出售，將公司整體重組為醫(yī)療保健和工業(yè)解決方案兩個核心業(yè)務，剝離非核心資產(chǎn)， 1 月 7 日公布的 2021 年 Q1 營收預測數(shù)據(jù)為 1.7 億美元，遠超市場預測的低于 1.4 億 美元這一數(shù)據(jù)，對 3D 打印向好的預期引發(fā)本輪 3D 打印行業(yè)上漲行情，美股主要 3D 打印公司均有不同幅度漲幅。

他山之石，可以攻玉。復盤美股 3D 打印龍頭股價走勢，業(yè)績增速是支撐高估值的重要因素，而盲目擴張則是致使盈利惡化的首因。在政策端利好拔高行業(yè)估值后， 持續(xù)穩(wěn)定的業(yè)績增長是維系高估值的保障，3D 系統(tǒng)和 Stratasys 均在 2014-2015 年 業(yè)績預冷而遭遇“戴維斯雙殺”。3D 系統(tǒng) 2015-2022 年期間總營收不增反降，僅一年 凈利潤絕對值為正，Stratasys 自 2014 年營收達到峰值后，連續(xù) 6 年營收增速為負， 凈利潤則自 2013 年起持續(xù)虧損至今。業(yè)績惡化的首因是 2009-2014 年大舉并購桌面 級 3D 打印企業(yè)，對消費性打印產(chǎn)品前景的錯誤判斷導致并購后業(yè)績不及預期，持續(xù) 計提大額商譽減值，疊加專利陸續(xù)到期，行業(yè)競爭加劇，公司股價表現(xiàn)不盡人意。當 前 A 股上市 3D 打印行業(yè)公司尚不涉及專利到期方面的擔憂，在業(yè)務發(fā)展方面更多地 選擇垂直整合而非橫向整合，例如鉑力特持續(xù)專攻工業(yè)級 3D 打印這類高毛利率領域， 總營收持續(xù)穩(wěn)定增長，未來在投資價值方面或優(yōu)于海外龍頭。

3.4 重點公司分析

3.4.1 有研粉材

有研粉材：深耕粉材領域，提前布局 3D 打印原材料。有研粉材是國內(nèi)銅基金屬 粉體材料和錫基焊粉材料領域的龍頭企業(yè)，已成為國際領先的先進有色金屬粉體材料 生產(chǎn)企業(yè)之一。業(yè)績方面，公司 2022 上半年實現(xiàn)營收 15.65 億元，同比增速達 23.5%， 上半年歸屬于母公司股東凈利潤為 0.33 億元，同比增速為負。3D 打印領域來看，公 司 2021 年 3D 打印粉材實現(xiàn)營收約 1000 萬元，同比增速超 700%。盡管當前 3D 打印 粉材占總營收比重較低，但從布局角度來看，公司 2021 年 12 月新設子公司，專攻 3D 打印粉材，且公司整體在金屬 3D 打印粉材技術上已具備自主研發(fā)的核心技術，是少 有的提前布局、技術領先、實現(xiàn)粉材量產(chǎn)的上市公司標的。

金屬粉末領域先行者。公司提前布局 3D 打印金屬粉末材料領域多年，在打印粉 體材料制備相關方面技術成熟，總體達到國際先進水平，部分技術指標達到國際領先 水平。具體來看，公司通過賦予金屬液滴同極性電荷，使金屬液滴之間產(chǎn)生排斥力， 避免顆粒間碰撞，解決了衛(wèi)星球的問題；通過靜電場控制落粉，減少與未凝固的液滴 碰撞幾率，進而減少缺陷并提高粉末流動性；針對鈦或鈦合金高活性的特點，選用無 坩堝式高頻感應加熱鈦絲的方法實現(xiàn)純凈化熔煉，提高鈦或鈦合金的霧化細粉收得率， 該技術獲得中國有色金屬工業(yè)科學技術一等獎。此外，公司在技術專利、在研項目、 研發(fā)人員中均向 3D 打印領域有所傾斜，增材制造是公司未來主攻方向之一。

3.4.2 銳科激光

銳科激光：國產(chǎn)激光器龍頭，3D 打印業(yè)務有望持續(xù)放量。銳科激光是國內(nèi)激光 器龍頭，具備從材料、器件到整機垂直集成能力的光纖激光器研發(fā)、生產(chǎn)和服務供應 商。2021 年公司實現(xiàn)營業(yè)收入 34.1 億元，同比增速為 47.2%，歸母凈利潤 4.74 億 元，同比增速高達 60.2%。3D 打印設備常用激光器為連續(xù)光纖激光器，公司近三年連 續(xù)光纖激光器毛利率穩(wěn)定在 30%左右，2021 年連續(xù)光纖激光器占總營收比重為 75.9%， 產(chǎn)品營收 25.87 億元，同比增速為 47%。

依靠低功率市場降本策略，快速發(fā)展比肩海外龍頭。近五年來光纖激光器市場占 有率前三的公司長期為 IPG、銳科激光和創(chuàng)鑫激光。在 1kw 功率激光器市場中國產(chǎn)品 與進口產(chǎn)品質(zhì)量、性能、穩(wěn)定性方面均差異較小，除入圍供應商等指定品牌、型號的 情況外，價格通常是用戶在采購過程中較為關注的因素。3D 打印設備最常用的 1KW 型 號中，國產(chǎn)激光器在價格上相比進口產(chǎn)品具有 27.3%的折價優(yōu)勢，銳科激光自 2016 年 起依靠溫和降本，不斷蠶食市場份額，市占率逐年提升，當前已接近海外龍頭 IPG。 疊加鉑力特開始采用國內(nèi)激光器公司作為供應商，未來銳科激光有望切入鉑力特供應 鏈，迎來增長新動力。

3.4.3 鉑力特

鉑力特：專精金屬 3D 打印龍頭。鉑力特是唯一以 3D 打印設備為主營的上市公 司。鉑力特背靠西工大，深耕工業(yè)級金屬 3D 打印領域多年，當前已實現(xiàn)金屬增材制 造全產(chǎn)業(yè)鏈布局。2022 年前三季度實現(xiàn)營收 5.20 億元，同比高增 117.9%，凈利潤錄 得負值，相比于 2021 年虧損有所減少。主營分布方面，公司專攻金屬 3D 打印相關業(yè) 務，航天軍工和工業(yè)是公司營收占比最高的下游行業(yè)，分別占比 57.3%和 32.1%，從 產(chǎn)品類型角度看，公司3D打印定制化和自研設備占比較高，分別占比50.4%和39.5%。 公司凈利潤為負主因來源于兩方面。與常見情況有所不同，鉑力特的連續(xù)虧損并 非經(jīng)營性虧損，主因來源于兩方面。一是鉑力特 2019 年科創(chuàng)板上市，至今仍處高速 發(fā)展階段，近三年研發(fā)費用率增長均超過 50%，整體研發(fā)投入維持在較高的水平。二 是鉑力特在 2021Y 和 2022H1 計提了大量股權支付費用所導致，上市后鉑力特加大力 度推進員工持股，包括董事長兼總經(jīng)理薛蕾在內(nèi) 9 名核心技術人員及其他 86 名骨干 獲授 400 萬股股份，2021 年和今年上半年計提的股份支付費用分別達 1.73 億元和 0.84 億元。由此可見鉑力特凈利潤虧損與常規(guī)經(jīng)營業(yè)務關聯(lián)性不大，未來在攤銷股 份支付費用完成后，凈利潤有望扭虧為盈并實現(xiàn)大幅增長。

毛利率高位企穩(wěn)，細分領域營收持續(xù)高增?？v觀工業(yè)級 3D 打印設備領域，鉑力 特當前為絕對龍頭，公司在技術、產(chǎn)能、成品質(zhì)量三方面領先國內(nèi)競爭者，新進入者 威脅較小。受益于此，鉑力特近三年在維持高毛利率的同時營收仍保持高速增長。分 下游應用行業(yè)來看，航空航天領域在毛利率高于 50%的情況下連續(xù)三年增長，2021 年 同比增速為 45%。分產(chǎn)品類型來看，鉑力特在定制和自研兩方面連續(xù)三年增長，毛利 率維持在 50%左右，僅占比較低的代銷德國 EOS 3D 打印設備業(yè)務方面毛利率較低。

鉑力特產(chǎn)學研融合的發(fā)展戰(zhàn)略助力公司快速發(fā)展。從鉑力特發(fā)展歷程來看，公司 由西北工業(yè)大學及成員股東共同出資成立鉑力特，黃衛(wèi)東教授出任董事長和首席科學 家，負責人才培養(yǎng)和公司戰(zhàn)略制定。董事長黃衛(wèi)東先生是我國最早一批投身 3D 打印 研究的專家，尤其在金屬 3D 打印技術方面頗有建樹，帶領西工大實驗室多次立項并 獲得國家研發(fā)經(jīng)費支持。背靠研發(fā)能力強勁的高校實驗室，使得 2011 年成立的鉑力 特經(jīng)過十余年的發(fā)展后，在技術方面比肩海外具有 30 年歷史的龍頭。發(fā)展模式上，鉑力特形成了國家經(jīng)費支持→高校進行技術研發(fā)→鉑力特落地應用→通過用戶反饋 再提出新的課題與研究方向這一正向循環(huán)。未來發(fā)展方向上，鉑力特不會重蹈海外龍 頭覆轍，專注于縱向整合，當前產(chǎn)能痛點在近一兩年內(nèi)有望解決，鉑力特未來前景可期。

注重研發(fā)一以貫之，產(chǎn)品質(zhì)量較高。鉑力特堅持產(chǎn)學研融合的戰(zhàn)略方向，當前在 多方面競爭優(yōu)勢顯著。從研發(fā)投入來看，公司近 5 年保持高研發(fā)增速，2021 年研發(fā) 費用 1.14 億元，2017-2021 年研發(fā) CAGR 為 48.87%，近三年增速均高于 60%，為公司 鑄造深厚的“護城河”。從專利來看，截止至 2022 年上半年，公司累計自主申請專利 397 項，當前有效專利 247 項，其中發(fā)明專利 74 項，處于行業(yè)領先地位。從設備數(shù) 量來看，鉑力特 2021 年底裝備 240 臺設備，在今年定增后預計未來裝備超 500 臺大 尺寸/超大尺寸 3D 打印設備，處于行業(yè)領先地位。從產(chǎn)品成熟度來看，公司收獲國內(nèi) 外廣泛認可，海外方面公司是空中客車公司金屬增材制造合格供應商，與空客簽署 A350 飛機大型精密件共同研制協(xié)議，國內(nèi)方面鉑力特參與 C919 國產(chǎn)大飛機制造過程， 在短時間內(nèi)打印鈦合金翼緣條，向世界證明中國工業(yè)級金屬 3D 打印已發(fā)展至成熟階 段。綜合來看，鉑力特當前在國內(nèi)工業(yè)級金屬增材制造領域處于絕對領先地位，從上 游的金屬粉末、設備零部件，至中游的設備生產(chǎn)、制造、銷售，再至下游的相關服務 全產(chǎn)業(yè)鏈縱向布局，為鉑力特未來發(fā)展再添動力。
（本文僅供參考，不代表我們的任何投資建議。如需使用相關信息，請參閱報告原文。）

文章來源：未來智庫

報告出品方/作者：國聯(lián)證券，張曉春、趙聞愷，原標題：《3D打印行業(yè)研究：3D打印揚帆起航，藍海市場未來可期》，以下是報告全文。

1. 3D 打印—推動新一輪工業(yè)革命的重要科技

1.1 個性化、復雜化需求催生 3D 打印

3D 打印又稱為增材制造（Additive Manufacturing，AM），是涵蓋多學科的先進 制造技術。3D 打印是以計算機三維設計模型為藍本，通過軟件分層離散和數(shù)控成型系統(tǒng)，將三維實體變?yōu)槿舾蓚€二維平面，運用粉末狀金屬、塑料、陶瓷、樹脂等可粘 合原材料，通過逐層打印的方式來構造物體的技術。整體而言，3D 打印是信息網(wǎng)絡技 術、先進材料技術與數(shù)字制造技術的結合，制造流程橫跨多個學科，涵蓋機械、材料、 軟件、電子、設計、計算機視覺等。 當前世界多國將 3D 打印作為未來產(chǎn)業(yè)發(fā)展的新增長點。美國《時代》周刊將增 材制造列為“美國十大增長最快的工業(yè)”，英國《經(jīng)濟學人》雜志認為增材制造是推 動新一輪工業(yè)革命的重要科技，中國在《“十四五”智能制造發(fā)展規(guī)劃》、《中國制造 2025》等多項政策文件中提及增材制造。

類比平面打印工序，3D 打印可根據(jù)三維信息生產(chǎn)具有功能性的產(chǎn)品。3D 打印可 簡單理解為將傳統(tǒng)打印中的電子文檔替換為 3D 數(shù)字模型，通過專用材料進行逐層打 印，形成三維立體的產(chǎn)品。傳統(tǒng)平面打印的文件僅起到信息傳輸、保存作用，不具備 功能性，而通過 3D 打印出的產(chǎn)品可實現(xiàn)預設功能，作為零部件直接應用于航天軍工、 醫(yī)療器械、汽車等行業(yè)。
類比傳統(tǒng)的減材制造技術，3D 打印具備定制化、低損耗、精密制造等優(yōu)勢。傳 統(tǒng)減材制造工藝指通過設備對原材料進行車、銑、刨、鉆等加工流程。相比傳統(tǒng)減材 制造，3D 打印在設計過程中可實現(xiàn)定制化非標生產(chǎn)，生產(chǎn)中不需要提前準備模具，且 廢料相比傳統(tǒng)制造有所減少。此外，部分應用于精密制造領域的零件，在生產(chǎn)過程中 可能遇到模具無法生產(chǎn)、人工制造精度不足、內(nèi)部構造過于復雜等因素掣肘，僅能通 過 3D 打印生產(chǎn)。

基于上述 3D 打印特點，未來發(fā)展方向主要為定制化和復雜結構件的生產(chǎn)。3D 打 印成本端對規(guī)模經(jīng)濟敏感程度低，并不像傳統(tǒng)制造工藝，隨著產(chǎn)量的提升而實現(xiàn)降本 增效。因此，3D 打印在盈虧平衡點之前具有較大的競爭優(yōu)勢，通常這類產(chǎn)品至少具 備定制化或復雜程度高這兩個特點中的一個。定制化產(chǎn)品通常生產(chǎn)批量較少，無法通 過傳統(tǒng)工藝實現(xiàn)規(guī)?；?，應用領域多為航天軍工、醫(yī)療、文創(chuàng)教育等。復雜結構件方 面，往往通過人工或傳統(tǒng)工藝在量產(chǎn)后單價仍高于 3D 打印，亦或是難以通過傳統(tǒng)方 式生產(chǎn)，很難甚至無法實現(xiàn)生產(chǎn)，如部分特殊鏤空件、混合金屬件、具備生物相容性 可降解的人造器官等，應用領域多為航天軍工、汽車、醫(yī)療等。

1.2 3D 打印海外歷史由來已久，國內(nèi)追趕腳步漸近

縱觀全球 3D 打印行業(yè)發(fā)展歷史，大致可分為技術研發(fā)、量產(chǎn)應用、業(yè)務盈利三 個階段。3D 打印誕生于 20 世紀 80 年代初期，至今已經(jīng)歷了近 40 年的發(fā)展歷程，主 要可歸納為三個階段。 1980 年至 1990 年為第一階段，期間 3D 打印專利、技術、原型機先后誕生。1982 年 Charles Hull 首次提出將光學技術應用于快速成型領域，并于次年發(fā)明了世界上 第一臺立體光固化成型（SLA）3D 打印原型機，被譽為 3D 打印之父，此后各類 3D 打 印技術及其原型機不斷涌現(xiàn)。

1990 至 2010 年為第二階段，歐美逐漸形成具有影響力的 3D 打印公司，由技術 和理論的雛形過渡至 3D 打印機及產(chǎn)品的生產(chǎn)。3D Systems、Stratasys、EOS 等世界龍頭企業(yè)在這一階段先后推出 3D 打印設備，涵蓋當前主流的熔融沉積成型（FDM）、 選擇性激光燒結（SLS）、金屬激光燒結（SLM）等技術。此外，這一階段通過 3D 打印 所生產(chǎn)的產(chǎn)品類別也不斷擴大，下游應用場景隨之增加。

2010 年至今為第三階段，3D 打印行業(yè)迎來快速發(fā)展，龍頭企業(yè)不斷兼并收購。 2012 年 Stratasys 與 Object 合并，為 3D 打印業(yè)內(nèi)最大規(guī)模合并，3D System 于 2010- 2016 年先后完成對 Phenix Systems、Medical Modeling、Bot Object 等公司的收購， 美國 GE 于 2016 年收購 3D 打印巨頭 Concept Laser 和 Arcam，各龍頭企業(yè)在兼并重 組下業(yè)務規(guī)模迎來快速發(fā)展。

我國 3D 打印行業(yè)起步滯后于歐美十年左右，但近年來差距逐步縮小。我國 3D 打 印行業(yè)起步于 20 世紀 90 年代初期，上世紀 90 年代由清華大學、西安交通大學、華 中科技大學等多所高校在政府資金支持下啟動增材制造技術研究，1995 年西安交大 成功研發(fā) 3D 打印樣機，2000-2010 年間各高校先后實現(xiàn) SLA、SLS、FDM、SLM 等主流 3D 打印技術零的突破。2011-2016 年間處于技術追趕階段，3D 打印行業(yè)相關專利數(shù) 量由 2011 年的 5 個迅速攀升至 2016 年的 6564 個，技術水平逼近歐美國家。2016 年后我國涉及 3D 打印業(yè)務公司的數(shù)量激增，2019 年國內(nèi) 3D 打印第一股鉑力特于科創(chuàng) 板上市，標志著我國 3D 打印行業(yè)逐步完成從技術積累到商業(yè)化的過渡。

1.3 多種工藝技術類型，適配不同下游應用

當前主流 3D 打印分類維度中，依照所使用的材料不同，分為金屬 3D 打印與非 金屬打印，并通過不同的技術特點進一步區(qū)分。金屬 3D 打印由于其壁壘高、價值量 高、未來應用空間大等特點，關注度高于非金屬 3D 打印。其中，金屬 3D 打印中所應 用的主流技術包括選擇性激光熔化（SLM）、電子束熔化成型（EBM）、激光近凈成型 （LENS），打印原材料多為鐵、鈦、鎳、鋼等金屬粉末，多用于航空航天&軍工、醫(yī)療 器械等產(chǎn)品性能要求較高的領域；非金屬 3D 打印中所應用的主流技術包括選擇性激 光燒結（SLS）、光固化成型（SLA）、熔融沉積成型（FDM）、三維立體打?。?DP）、材 料噴射成型（PJ）等，多用于工業(yè)模具、文娛創(chuàng)意、醫(yī)療用品等非標產(chǎn)品制造。其中 部分技術（SLS 和 3DP）也可使用金屬粉末作為原材料打印，但市場主流選材為塑料、 樹脂、尼龍、陶瓷等材料，因此仍被歸為非金屬打印類別。

對比 SLM 技術和其余技術，是理解 3D 打印分類較為便捷的方式。SLM 當前工藝 技術成熟、泛用性較高，可將 SLM 技術與其余技術對比，以理解當前主流技術。SLM 打印機器上半部分為激光器，下半部分為鋪在基板上的金屬粉末床，成型方式為熔化 后固化成型，即通過熔化金屬粉末床上的金屬，冷卻凝固后成型，逐層重復此操作后 打印出成品。其余金屬和非金屬3D打印工藝技術可視為基于SLM技術的改造和創(chuàng)新。

金屬 3D 打?。?1. EBM 技術：將上半部分激光器替換為電子束，在近真空的環(huán)境中打印，即為 EBM 技術； 2. LENS 技術：將上半部分添加金屬粉末噴嘴以替代下半部分的金屬粉末床，即 為 LENS 技術。

非金屬 3D 打印： 1. SLS 技術：將下半部分金屬粉末床中添加熔點相對較低的粉末粘結劑，通過 粘結成型，即為 SLS 技術； 2. SLA 技術：將上半部分激光器替換為紫外線激光，下半部分金屬粉末床替換 為液體光敏樹脂池，通過照射光敏樹脂實現(xiàn)光固化成型，即為 SLA 技術； 3. FDM 技術：將上半部分激光器替換為熱熔噴頭，下半部分僅保留基板，通過 熱熔噴頭直接熔化材料并擠出成型，即為 FDM 技術； 4. 3DP 技術：將上半部分激光器替換為可噴灑、無需加熱、具有黏性的粘結劑， 下半部分為材料粉末床，通過粘結粉末后成型，即為 3DP 技術； 5. PJ 技術：將上半部分激光器替換為光敏聚合性材料和紫外線燈，下半部分僅 保留基板，通過照射光敏材料實現(xiàn)光固化成型，即為 PJ 技術。

SLM 是當前金屬打印主流方案，產(chǎn)品性價比相對占優(yōu)。通過金屬 3D 打印出的產(chǎn) 品普遍具有優(yōu)異的性能，可契合航空航天&軍工、醫(yī)療等行業(yè)苛刻的性能要求，但也 面臨整體打印成本較高（幾萬至幾十萬不等）、成品尺寸受限、生產(chǎn)效率較慢的問題。 其中 SLM 打印性價比相對占優(yōu)，具備高致密度、高強度、高精度、高利用率的優(yōu)勢， 同時成本相對 EBM 和 LENS 較低，技術發(fā)展成熟，是當前金屬 3D 打印主流的解決方 案。

非金屬打印中，SLS、SLA 和 FDM 是當前較為常用的技術。通過非金屬 3D 打印出 的產(chǎn)品普遍在強度、精度、表面粗糙度等性能方面弱于金屬 3D 打印，但可滿足一般 工業(yè)制造和創(chuàng)意品生產(chǎn)的需求，同時成本相對較低。SLS、SLA 和 FDM 技術在國內(nèi)外 均相對成熟，打印出的產(chǎn)品下游需求較高，是當前較為常用的非金屬 3D 打印解決方 案。 SLS 工藝，具有使用材料廣泛、精度高、生產(chǎn)效率高、無需支撐結構等優(yōu)勢，且 技術較為成熟。缺點方面源于粘結成型方法，成品存在空隙，力學性能較差，可能面 臨再加工，且整體成本在非金屬 3D 打印中相對較高。 SLA 工藝，受益于光固化成型方式，制作的產(chǎn)品精度較高，表面質(zhì)量較優(yōu)，具有 防水和耐熱的優(yōu)點。缺點方面則源于樹脂材料自身缺陷，強度和剛度相對欠佳，生產(chǎn) 過程需要支撐結構。 FDM 工藝，在設備結構中無需激光器等重要零部件，設備成本低，打印速度快。 同時打印原材料為熱塑性材料，對使用環(huán)境要求寬松，適用于辦公室或家庭環(huán)境。但 存在印成品精度低、無法打印復雜構件等缺點，因此 FDM 技術普遍被作為桌面級 3D 打印首選方案。

2. 行業(yè)發(fā)展空間廣闊，下游應用仍處藍海

2.1 政策助力行業(yè)高速發(fā)展

政策助力行業(yè)高速發(fā)展。3D 打印技術作為產(chǎn)業(yè)升級中的重要一環(huán)，得到國家層 面的充分重視，政策自 2015 年后密集出臺，呈現(xiàn)出延續(xù)性強、響應速度快的特點。 同時，從政策效果來看成效顯著，主要目標均已實現(xiàn)，行業(yè)標準逐步完善。

持續(xù)性規(guī)劃為 3D 打印行業(yè)描繪發(fā)展藍圖。2015 年 2 月工信部等六部門出臺的 《國家增材制造產(chǎn)業(yè)發(fā)展推進計劃（2015-2016 年）》中首次將增材制造行業(yè)列入國 家戰(zhàn)略層面，同年《中國制造 2025》中重點指出加快增材制造技術和裝備在生產(chǎn)過程 中的應用，為產(chǎn)業(yè)迎來高速發(fā)展契機。2016 年“十三五規(guī)劃”中首提增材制造，并作為高頻詞頻繁出現(xiàn)在后續(xù)具體政策中，政策延續(xù)性較強。2021 年“十四五規(guī)劃”中增 材制造重要性再上臺階，被列為重點任務，規(guī)劃中強調(diào)要加強關鍵核心技術攻關。此 后各部委及地方政府快速響應，上海、廣東、江蘇、重慶等多省市在核心政策文件中 明確增材制造在整體高端制造業(yè)發(fā)展中的重要地位，各地方政府結合當?shù)匦枨蠛蛢?yōu)勢， 因地制宜發(fā)展增材制造產(chǎn)業(yè)鏈。

政策成效顯著，主要目標均已實現(xiàn)，行業(yè)標準逐步完善。目標方面，2017 年 12 月工信部等十二部門聯(lián)合印發(fā)《增材制造產(chǎn)業(yè)發(fā)展行動計劃（2017-2020 年）》，提出 了到 2020 年增材制造產(chǎn)業(yè)銷售收入超過 200 億元的行動目標。根據(jù)中商產(chǎn)業(yè)研究院 數(shù)據(jù)顯示，2020 年國內(nèi)增材制造市場規(guī)模達 208 億元，同比增長超過 30%，政策收效 良好，為后續(xù)行業(yè)發(fā)展增添信心。行業(yè)規(guī)范方面，2020 年國家標準化管理委員會、工 信部等多部門印發(fā)《增材制造標準領航行動計劃（2020-2022 年）》，提出構建立足國 情、對接國際的增材制造新型標準體系，加速行業(yè)相關標準落地。當前我國增材制造 國家標準共 30 條，其中 21 條為近 3 年內(nèi)確立，逐步實現(xiàn)標準化，為行業(yè)發(fā)展保駕護 航。

2.2 行業(yè)市場空間廣闊

全球 3D 打印市場空間方面，根據(jù)《Wohlers Associates 2022》報告，2015-2021 年增材制造市場規(guī)模年復合增長率為 19.77%，其中 2021 年全球增材制造市場規(guī)模達 152.4 億美元，同比增速為 19.5%。預計 2025 年增材制造市場規(guī)模將達到 298 億美 元，2021-2025 年 CAGR 約為 18.2%；在疫情掣肘消散后，疊加下游應用場景不斷擴 充，Wohlers 預計 2030 年增材制造市場規(guī)模將達到 853 億美元，2021-2030 年 CAGR 約為 21.1%，2025-2030 年 CAGR 約為 23.4%。

金屬增材制造將迎來高速發(fā)展。金屬 3D 打印對生產(chǎn)成本、產(chǎn)品質(zhì)量、技術要求 普遍高于非金屬 3D 打印，下游的泛用性弱于非金屬 3D 打印。近年來隨金屬 3D 打印 技術不斷優(yōu)化，產(chǎn)品質(zhì)量趨近甚至超過傳統(tǒng)制造工藝，市場規(guī)模逐漸擴大。SmarTech Analysis 數(shù)據(jù)顯示 2019 年全球金屬增材制造市場規(guī)模為 33 億美元，預計未來將延 續(xù)高增速態(tài)勢，到 2024 年市場規(guī)模將擴張至 110 億美元，2019-2024 年 CAGR 高達 27.2%,顯著快于Wohlers 預計的增材制造行業(yè)整體增速（2021-2030 年 CAGR 約為 21.1%）。

從細分項占比來看，根據(jù) Wohlers 顯示的 2021 年數(shù)據(jù)，細分產(chǎn)品規(guī)模中 3D 打印 服務、3D 打印設備和 3D 打印原材料分別占比 40.9%、22.4%和 17.1%，市場規(guī)模分別 為 62.3、34.1 和 25.9 億美元。 從原材料市場占比來看，聚合物粉材、光敏樹脂、聚合物絲材和金屬材料為主要 原材料，占比分別為 34.7%、25.2%、19.9%和 18.2%，值得注意的是，聚合物粉末銷 量同比增長 43.3%，超過光敏樹脂成為最常用的增材制造材料，SLS、SLM 等基于粉末 床的工藝技術下游需求量有所提高。

國內(nèi) 3D 打印市場空間方面，Wohlers 數(shù)據(jù)顯示，從增材制造設備安裝量角度來 看，中國市場占全球比重約 10.6%，位列世界第二。根據(jù)中商產(chǎn)業(yè)研究院測算，2021 年國內(nèi)增材制造市場規(guī)模為 260 億元，同比增速 25.0%，相較 2018 年產(chǎn)業(yè)規(guī)模實現(xiàn) 翻倍。預計到 2024 年產(chǎn)業(yè)規(guī)模將超過 500 億元，2021-2024 年 CAGR 將維持在 24.0% 左右，顯著高于全球增長水平，國內(nèi)增材制造行業(yè)或將迎來高速發(fā)展期，未來增量空 間廣闊。

從國內(nèi)市場結構來看，我國 3D 打印設備、3D 打印服務、3D 打印材料市場份額占 比分別為 49.5%、26.5%和 24.0%，與全球增材制造市場結構有所差異，或由于我國 3D 打印仍處發(fā)展階段，產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節(jié)分工較為模糊，往往 3D 打印設備廠商同時開展原 材料生產(chǎn)和下游服務業(yè)務。

從國內(nèi)打印材料市場結構來看，鈦合金、PLA 和尼龍是首選打印材料，市占率分 別為 20.2%、15.2%和 14.1%，對比全球原材料市場結構，我國在金屬 3D 打印方面應 用更多，金屬及合金材料共占比 40%左右，遠高于國際水平，一方面源于我國在桌面 級 3D 打印設備市場需求的不足，由于桌面級設備的可選消費屬性較強，國內(nèi)家庭、 學校中的 3D 打印設備滲透率低于歐美，另一方面則由于歐美傳統(tǒng)鑄造、鍛造業(yè)發(fā)達， 可實現(xiàn)高難度結構件生產(chǎn)，而我國在復雜結構件生產(chǎn)方面或較為困難，或通過 3D 打 印的方式成本優(yōu)于傳統(tǒng)工藝，因此我國在工業(yè)級金屬 3D 打印方面的市場規(guī)模大于桌 面級非金屬 3D 打印。考慮到工業(yè)級金屬 3D 打印由于高壁壘的因素，全球僅有少數(shù)公 司可實現(xiàn)生產(chǎn)原材料、制備設備、生產(chǎn)產(chǎn)品這一完整服務流程，我國金屬 3D 打印行 業(yè)的重要性凸顯。

宏觀角度而言，3D 打印行業(yè)中設備公司往往涉及到原材料、設備零部件和下游 服務業(yè)務，而專精原材料和設備零部件的企業(yè)通常 3D 打印業(yè)務占比較低。因此，通 過 3D 打印設備企業(yè)市場競爭格局觀察整體行業(yè)更為合意。 國內(nèi)競爭格局方面，當前國內(nèi) 3D 打印設備市場較為分散。CR3 分別為國內(nèi)的聯(lián) 泰科技、美國的 Stratasys 和德國的 EOS 構成，合計占比約為 44.3%。國產(chǎn)主流設備 廠商除聯(lián)泰科技外，華曙高科和鉑力特市場占有率相對較高，分別為 6.6%和 4.9%。 全球競爭格局方面，由于桌面級 3D 打印設備單品價值量低、出貨量大、參與企業(yè)眾 多等因素，通常以工業(yè)級 3D 打印設備（售價高于 5000 美元）出貨量占比數(shù)據(jù)觀察競 爭格局。當前工業(yè)級龍頭主要為美國 Stratasys 和 3D Systems，2019 年工業(yè)級出貨 量分別為 16.6%和 12.8%。國內(nèi)工業(yè)級非金屬設備企業(yè)聯(lián)泰科技和先臨三維進入前十， 出貨量占比分別為 2.4%和 2.0%。

考慮到 3D 打印設備分類維度較為多樣，既可通過原材料分為金屬和非金屬，也 可依照價值量和應用領域分為工業(yè)級和桌面級，將主要參與企業(yè)按不同維度細化分類， 可更好觀測行業(yè)競爭格局。 金屬 3D 打印設備多為工業(yè)級設備，通常具備單品價值量高、設備及服務銷售毛 利率高、出貨量較低的特征。國內(nèi)方面，主營為金屬 3D 打印的企業(yè)營收在 1 億元至 5 億元左右，上市公司僅鉑力特（銀邦股份子公司飛而康涉及金屬 3D 打印業(yè)務），除 鉑力特外華曙高科、鑫精合等企業(yè)在技術方面具備一定競爭力。海外方面，主要金屬 3D 打印企業(yè)均已上市，3D Systems 營收最高，約合人民幣 40 億元。 非金屬 3D 打印既有工業(yè)級也有桌面級設備，通常價值量低、設備及服務銷售毛 利率低于金屬設備，但出貨量和公司整體營收較高。國內(nèi)方面，主要企業(yè)均未上市， 多處于掛牌或一級市場融資階段。其中創(chuàng)想三維是桌面級龍頭，營收超過 10 億元， 為國內(nèi) 3D 打印行業(yè)營收最高的企業(yè)。聯(lián)泰科技為工業(yè)級非金屬設備龍頭，營收為 4.35 億元。海外方面，行業(yè)內(nèi)主要公司均已上市，3D Systems 和 Stratasys 為非金屬龍 頭，營收約為 40 億元。

2.3 下游應用場景豐富，藍海市場尚待發(fā)掘

以航空航天、醫(yī)療、汽車為代表的三大應用領域空間廣闊。從 3D 打印下游應用 市場占比來看，占比最多的三個領域是航空航天、醫(yī)療和汽車，占比分別為 16.8%、 15.6%和 14.6，其中航空航天中的應用多為金屬 3D 打印，SLM、EBM 和 LENS 工藝均有 所使用。醫(yī)療和汽車行業(yè)在應用過程中既有金屬也有非金屬 3D 打印，主流工藝均有 涉及。根據(jù)安永發(fā)布的報告來看，當前航空航天與國防領域是 3D 打印滲透率較高的 領域，且具有較高的未來發(fā)展上限。 從商業(yè)模式來看，3D 打印下游應用可分為軍用端和民用端。軍用方面，3D 打印 在航空航天和軍工領域應用廣闊，以 3D 打印定制化產(chǎn)品銷售為主，主要應用在導彈、 軍機、發(fā)動機零部件中，例如導彈中的舵、燃燒室、進氣道，軍機中的格柵葉片，發(fā) 動機中的冷端、熱端葉片等。軍品多采用協(xié)商定價，利潤普遍較高。民用方面，主要 應用在汽車、醫(yī)療、文創(chuàng)教育等領域，3D 打印設備銷售相對較多。以鉑力特為例， 2021 年鉑力特設備銷售共 140 臺，軍用設備銷售占比和民用設備銷售占比分別約為 43%和 57%。但從價值量來看，鉑力特軍品設備單價更高，價格在幾百萬至上千萬一 臺，高于民用的幾十萬至百萬的價格區(qū)間。整體來看，當前軍用下游需求較高，對于 金屬 3D 打印技術成熟度要求高；民用下游行業(yè)較多，未來增長空間廣闊，應用中既 有金屬工藝也有非金屬工藝，除工藝成熟度外還需考慮到產(chǎn)業(yè)鏈升級和消費升級進程。

2.3.1 航空航天領域應用發(fā)展方興未艾

金屬 3D 打印在航空航天&軍工領域增長潛力較高。航空工業(yè)中應用的原材料多 為鈦合金、鋁鋰合金、超高強度鋼、高溫合金等材料，普遍具有強度高、化學性質(zhì)穩(wěn) 定、不易成型加工等特點，傳統(tǒng)工藝在加工這些金屬時面臨較高的技術壁壘。金屬 3D 打印的快速發(fā)展為航天軍工業(yè)帶來新的發(fā)展思路，SLM、EBM 和 LENS 等金屬 3D 打印 工藝廣泛應用于航空航天領域，極大的促進了航空航天結構設計的靈活性，實現(xiàn)了由 “制造約束設計”向“功能引領設計”的根本轉變。同時，由于航空航天領域價格敏 感度較低的特性，使得 3D 打印在領域率先發(fā)展。 多重優(yōu)勢助力金屬 3D 打印在航空航天領域快速發(fā)展。金屬 3D 打印在航空航天 領域應用中的優(yōu)勢涵蓋四個方面：一是復雜結構設計得以實現(xiàn)，即可生產(chǎn)傳統(tǒng)工藝較 難生產(chǎn)的復雜結構，又可通過復合材料使零件不同部位具備不同性能，在我國傳統(tǒng)鍛 造、鑄造技術相對落后于歐美的背景下，這一優(yōu)勢重要性凸顯，或可通過 3D 打印技 術實現(xiàn)高端制造業(yè)的“彎道超車”；二是縮短研發(fā)周期，無需制造生產(chǎn)模具，且節(jié)約 了研發(fā)過程中糾錯、修改、優(yōu)化的時間；三是優(yōu)化零部件性能，通過中空夾層、一體 化結構、鏤空點陣結構和異形拓撲優(yōu)化結構，實現(xiàn)輕量化，減少應力集中的同時增加 使用壽命；四是可提高材料的利用率，降低制造成本。

歐美國家在航空航天領域中應用金屬3D打印的案例相對較多。航空航天領域SLM 是最常選擇的工藝類型。受益于發(fā)展歷史久，技術相對成熟，歐美國家在 SLM 的設備 研發(fā)、軟件開發(fā)、粉末原材料制備、工藝優(yōu)化及質(zhì)量監(jiān)測等方面處于領先地位。當前 以美國為首的發(fā)達經(jīng)濟體應用案例相對較多，逐漸由研發(fā)試驗轉向規(guī)?；瘧秒A段。 我國應用案例主要來源于以鉑力特為首的工業(yè)級金屬 3D 打印龍頭。鉑力特招股 說明書中顯示，公司 3D 打印零部件產(chǎn)品批量裝機應用于國家重點型號工程的研制， 具體包括 7 個飛機型號、4 個無人機型號、7 個航空發(fā)動機型號、2 個火箭型號、3 個 衛(wèi)星型號、5 個導彈型號等，在大飛機、先進戰(zhàn)機、無人機、高推比航空發(fā)動機、新 型導彈的研發(fā)、生產(chǎn)環(huán)節(jié)中均有應用。最為代表性的應用案例包括國內(nèi)參與 C919 大 飛機研發(fā)，國外參與空客 A350 飛機大型精密件的研發(fā)和制造。

我國金屬 3D 打印未來發(fā)展?jié)摿驅碓从谛枨髷U容。一方面來自需求市場整體 增量，隨 C919 國產(chǎn)大飛機取得型號合格證并投入商業(yè)運營，根據(jù)《中國商飛公司市 場預測年報（2021-2040）》，C919 的成功交付標志著未來有望開拓萬億級民航市場。 鉑力特利用 LENS 技術生產(chǎn) C919 鈦合金翼緣條，證實了我國在 3D 打印方面的技術突 破和應用價值。未來 3D 打印在加工復雜金屬結構件和機務維修方面都存在潛在應用 場景。另一方面則來自于制造業(yè)存量市場空間中，傳統(tǒng)制造業(yè)向高端制造業(yè)轉變帶來 的需求。我國在傳統(tǒng)制造業(yè)中的鍛造、鑄造等方面相對落后于歐美國家，相同質(zhì)量的 零部件我國在生產(chǎn)方面可能面臨更貴、更難制造的劣勢，在同樣是成本、需求驅動的 市場中，未來我國由傳統(tǒng)制造業(yè)向 3D 打印領域過渡將更為順滑，在國產(chǎn)替代背景下， 金屬 3D 打印的應用有望助力國產(chǎn)替代進程提速。

2.3.2 國內(nèi)醫(yī)療領域應用較為成熟

3D 打印技術適用于小批量、定制化的產(chǎn)品生產(chǎn)，完美契合生物醫(yī)療領域的需求， 由于人體的個體差異，每名患者使用的義齒、醫(yī)療植入物、手術導板等醫(yī)療器械不盡 相同，對個性化定制的需求較高，傳統(tǒng)工藝無法通過批量生產(chǎn)達到降本增效，通過 3D 打印生產(chǎn)醫(yī)療領域用品成為當前新的解決方案。根據(jù) Globe Newswire 發(fā)布的《2022 年全球 3D 打印醫(yī)療器械市場分析報告》，全球 3D 打印醫(yī)療領域市場預計將從 2021 年 的 22.9 億美元增長到 2026 年的 44.9 億美元。

3D 打印技術在醫(yī)療領域應用可分為四個階段。第一階段是打印模型模具，使用 無生物相容性材料，即不會直接與人體細胞接觸或產(chǎn)生反應的材料，這一階段上游可 選材料充分，多用于制造醫(yī)療模型、手術導板等；第二階段是打印人體內(nèi)置用品，使用具有生物相容性但非降解材料，上游選材以鈦合金、鈷鉻合金等材料為主，多用于 制造骨科、齒科領域的人體植入物；第三階段是打印人體組織，使用具有生物相容性、 可降解的材料，打印肌肉、軟骨組織、皮膚等，在植入后緩慢降解并讓位給人體自身 生長的活性組織；第四階段是打印內(nèi)臟器官，結合細胞、細胞外基質(zhì)、蛋白等生長因 子打印可運行的人體器官，例如肝臟、心臟、血管等。目前 3D 打印廣泛應用于第一 和第二階段，常用于齒科、骨科和康復輔助器械等領域。

齒科：齒科 3D 打印是指通過數(shù)字化掃描與 3D 打印的結合，根據(jù)不同患者口腔內(nèi) 三維數(shù)據(jù)定制化打印，實現(xiàn)精準醫(yī)療和精準種植，使常用齒科醫(yī)療用品在精密度方面 得到提升，牙冠邊緣、內(nèi)冠與牙體之間更具密合性，提高臨床效果與患者舒適度。 齒科 3D 打印在工藝上通常選取非金屬的 SLA 和 DLP 工藝，上游材料選用上光敏 聚合物占比接近 80%，其余原材料多為金屬粉末，廣泛應用于口腔正畸、口腔修復和 口腔種植環(huán)節(jié)，打印的醫(yī)療用品多為牙橋、牙冠和牙科模型。根據(jù) SmarTech 的數(shù)據(jù) 顯示，2021 年增材制造的牙科產(chǎn)品價值高達 35 億美元，其中烤瓷牙冠應用市場價值 約為 7.97 億美元，占比 22.6%。此外，3D 打印牙科領域的軟件市場可觀，2021 年軟 件銷售額近 1.5 億美元。

骨科：3D 打印在制造多孔結構的骨科植入物方面具有優(yōu)勢，根據(jù)患者特點能夠 高精度定制復雜結構的植入體，優(yōu)化體內(nèi)植入物的結構安全，增加植入物與患者的匹 配度，常見的關節(jié)、脊柱、顱頜面等植入物均可通過 3D 打印實現(xiàn)。骨科 3D 打印在工 藝和原材料的選擇面上較廣，常用的 SLM、EBM、SLS、SLA 和 DLP 工藝均可應用于骨 科植入物，材料可根據(jù)打印產(chǎn)品應用不同選取金屬粉末、光敏樹脂、塑料絲材、陶瓷 粉末等。 我國 3D 打印骨科植入物在部分三甲醫(yī)院臨床治療中的應用已處于國際先進水平， 且使用歷史較長。例如上海第九人民醫(yī)院在 2014 年就已將金屬 3D 打印個性化假體 應用于骨盆腫瘤切除與重建手術中，實現(xiàn)了個性化假體在形態(tài)、力學、生物學三方面 的適配。
康復輔助器械：3D 打印技術結合 3D 掃描、計算機診斷、生物力學等技術，可打 印定制式矯形器，具備取型方便、模型精度高、材料性能優(yōu)異等特點，可對患者矯形 結果進行精確控制。常用領域包含矯正器具、輔助器具、假肢等，多數(shù)上肢矯形器、 下肢矯形器、仿生肌電手、小腿假肢、助聽器外殼等康復器械可通過 3D 打印實現(xiàn)生 產(chǎn)。涉及的設備工藝主要為非金屬打印中的 SLS 和 FDM，通常選取的上游材料為 ABS、 TPU、尼龍等塑料。

2.3.3 汽車領域潛在應用空間廣闊

汽車行業(yè)是最早應用 3D 打印技術的領域之一，早在 20 世紀 90 年代，歐美整車 制造企業(yè)如福特、寶馬、大眾等，已將 3D 打印應用于汽車的研發(fā)和試制環(huán)節(jié)。車企 在應用 3D 打印技術上主要有三個發(fā)展方向，一是通過 3D 打印滿足客戶定制化需求， 進行個性化外觀組件定制；二是通過 3D 打印快速生產(chǎn)，減少部分零部件備庫壓力； 三是應用于汽車輕量化領域，通過中空夾層、一體化結構、鏤空點陣結構和異形拓撲 優(yōu)化結構，結合鈦合金、鋁合金、碳纖維等輕質(zhì)原材料，有效實現(xiàn)汽車降重。

全球角度來看，根據(jù) 3dpbm 發(fā)布的《汽車行業(yè) 3D 打印白皮書》，汽車零部件打印 市場空間較大，2020 年市場規(guī)模約為 26.8 億美元，預計 2026 年市場規(guī)模將達到 129.7 億美元，2030 年將超過 200 億美元，其中 25%的市場份額是新能源車的零部件生產(chǎn)。當前 3D 打印已廣泛應用于海外知名車企，通過觀察具體案例，或有助于發(fā)掘我國汽 車行業(yè)潛在 3D 打印需求方向。

保時捷：保時捷基于 3D 打印的應用較為廣泛，主要涉及三方面：一是提高可選 擇性，保時捷為 718、911 等經(jīng)典車型用戶提供 3D 打印的座椅，可選擇硬、中、軟 三個硬度級別。通過 3D 打印的座椅更符合人體工程學，舒適度、重量、透氣性等方 面均有所優(yōu)化；二是滿足復雜零備件的換件需求，零部件大量備庫將為車廠帶來庫存 壓力，根據(jù)需求臨時生產(chǎn)替換部件周期又相對較長，通過3D打印可快速生產(chǎn)零部件， 3D 打印生產(chǎn)批量小、單品價值量高、生產(chǎn)周期短的特性完美契合高檔車替換件的需 要；三是輕量化需求，保時捷通過 SLM 工藝生產(chǎn)鋁合金材質(zhì)的電驅外罩，使其重量 降低 10%的同時強度提升 20%。 奧迪：開設 3D 打印工廠，并與 SLM Solutions Group 合作生產(chǎn)原型和零配件。 通過 SLM 工藝生產(chǎn)復雜零部件，降低傳統(tǒng)制造在復雜構件生產(chǎn)過程中高昂的成本， 同時增加設計自由度，可使組件同時實現(xiàn)多種功能。

大眾：通過與惠普合作，使用 3DP 技術制造汽車零部件，相比傳統(tǒng)鋼板切割沖 壓成型，3D 打印的應用使零部件重量降至傳統(tǒng)制造工藝的 50%左右，并計劃在新車 型 T-Roc 中大規(guī)模應用。此外，大眾在零部件的輔助工具中，同樣采用了 3D 打印技術，傳統(tǒng)的車輪保護夾具采購價格為 800 歐元/個，工具的開發(fā)周期為 56 天，通過 3D打印技術生產(chǎn)，價格可降至21歐元/個，從設計到生產(chǎn)的總周期大幅縮短至10天。

國內(nèi)角度來看，我國 3D 打印在汽車領域的商業(yè)化應用案例相對較少，或源于需 求端的缺失。選擇采用 3D 打印技術的往往是中高端車企，通過 3D 打印實現(xiàn)汽車輕量 化，以追求卓越性能。此前國內(nèi)整車企業(yè)在中高端車型市場的空缺壓制了我國 3D 打 印在汽車領域的應用。隨國產(chǎn)新能源車質(zhì)量、性能和認可度不斷提高，比亞迪、蔚來、 理想等車企不斷進入中高端新能源車市場，疊加新能源車對于汽車輕量化的要求程度 普遍高于傳統(tǒng)能源汽車，未來 3D 打印在我國汽車行業(yè)的應用將成為新的藍海，市場 增量空間廣闊。

3. 3D 打印產(chǎn)業(yè)鏈及相關投資機會

3D 打印產(chǎn)業(yè)鏈上游方面，原材料上市公司主要集中在金屬粉末細分環(huán)節(jié)，當前 有研粉材和鋼研高納在金屬粉末方面實力強勁，技術處于領先地位，中航邁特在 3D 打印專用金屬粉末銷售量上占優(yōu)，但當前尚未上市。設備零部件方面，國產(chǎn)光纖激光 器龍頭銳科激光市占率較高，在國產(chǎn)替代背景下有望切入工業(yè)級金屬 3D 打印設備供 應鏈。 3D 打印產(chǎn)業(yè)鏈中游方面，非金屬 3D 打印龍頭為先臨三維，目前暫未上市。主要 投資機會更多聚焦于金屬 3D 打印設備，鉑力特當前為工業(yè)級金屬 3D 打印設備絕對 龍頭，在技術、產(chǎn)品、設備裝備量、研發(fā)投入上優(yōu)勢較大。

整體來看，3D 打印作為新興產(chǎn)業(yè)，中觀視角下產(chǎn)業(yè)規(guī)模增長更多的來自于下游 市場需求擴容，而微觀視角下，產(chǎn)業(yè)鏈中細分環(huán)節(jié)的未來業(yè)績增量空間或源于國產(chǎn)替 代邏輯。在市占率多被海外企業(yè)占據(jù)時，國內(nèi)廠商如實現(xiàn)技術突破，將產(chǎn)品質(zhì)量提升 至與海外廠商相近的水平，則有望實現(xiàn)國產(chǎn)替代。同時，當前國內(nèi)生產(chǎn)的設備中，國 產(chǎn)零部件占總零部件價值的比重也是觀察的角度之一，在占比較低的情況下，國產(chǎn)零 部件生產(chǎn)商存在切入供應鏈實現(xiàn)增長空間。因此，本文將從國產(chǎn)替代角度切入，梳理 產(chǎn)業(yè)鏈主要環(huán)節(jié)情況，觀察產(chǎn)業(yè)鏈國產(chǎn)化進程，進而挖掘細分環(huán)節(jié)中優(yōu)質(zhì)企業(yè)，揭示 相關優(yōu)質(zhì)標的。

3.1 上游打印原材料及設備

3.1.1 金屬粉末：海內(nèi)外質(zhì)量差距不斷縮短，未來發(fā)展前景廣闊

金屬材料通常價值量更高，生產(chǎn)壁壘也更高。3D 打印材料主要可分為金屬材料 和非金屬材料。金屬材料通常為金屬粉末，主要包括鈦合金、鈷鉻合金、不銹鋼、鋁 合金和其他高溫合金，主要應用在航空航天、軍工、汽車等領域，這類領域對金屬粉 末的品質(zhì)要求通常較高，因此金屬 3D 打印材料價值量和技術壁壘也相對較高，普遍 價格在千元/kg 左右，高端金屬粉末可供應的廠家相對較少，當前仍有部分依賴進口。 非金屬材料通常為各類塑料、樹脂、石膏、陶瓷材料，形態(tài)通常有粉末狀、絲狀、液 體狀等。非金屬材料在工業(yè)領域和消費領域均有應用，價格普遍在幾十元左右，國內(nèi) 已有較多廠家可以供應。

從不同金屬粉末特點來看，鈦合金具備比強度高、熱強度高、抗蝕性好、低溫性 能好等特點，在航空航天領域應用廣泛。從生產(chǎn)金屬粉末的制備方法來看，廣泛使用 的四種方法分別為固態(tài)還原法、電解法、化學法和霧化法。其中霧化法是指通過霧化 劑將金屬溶液粉碎至尺寸小于 150μm 顆粒的方法，霧化法既可以生產(chǎn)元素金屬粉末， 也可以生產(chǎn)合金粉末，是當前制備方法中的首選。金屬 3D 打印對于粉末質(zhì)量要求極 高，從參數(shù)指標來看，金屬粉末一般要求具備純凈度高、球形度好、粒徑分布窄、氧 含量低等特質(zhì)。

金屬粉末國產(chǎn)替代空間較大。從國內(nèi)金屬 3D 打印龍頭鉑力特的金屬粉末采購來 源來看，公司 2018 年度的采購數(shù)據(jù)中有具體采購來源的金額為 1094.5 萬元，海外供 應商金額占比達 95.8%，占比最高的金屬粉末供應商為德國 TSL，采購金額為 284.48 萬元，金屬粉末國產(chǎn)化程度較低。
當前海內(nèi)外金屬粉末質(zhì)量差距不斷縮短，國產(chǎn)替代有望實現(xiàn)。近年來國產(chǎn)金屬粉 末在技術和產(chǎn)能方面不斷提升，根據(jù)鉑力特 2021 年年報數(shù)據(jù)，公司已完成 10 條增材 制造專用金屬粉末生產(chǎn)線建設，已開發(fā)了大部分牌號的鈦合金粉末和關鍵牌號的高溫 合金粉末，公司當前鈦合金粉末基本滿足自用。有研粉材運用霧化技術，在實現(xiàn)降本 的同時，產(chǎn)品性能相較德國 TLS 更具備優(yōu)勢，在球形度、松裝密度、振實密度、流動 性等指標上更為出色。產(chǎn)能方面，中航邁特專注發(fā)展金屬 3D 打印材料多年，當前可 實現(xiàn) 800 噸/年金屬粉末產(chǎn)能，接近海外水平。

3.1.2 激光器：3D 打印上游核心設備硬件，存在國產(chǎn)替代空間

3D 打印設備零部件主要包括激光器、振鏡、主板、DLP 光引擎、掃描儀等。從價 值量占比來看，金屬 3D 打印設備中成本最高的是激光器，占整體設備成本 20%以上， 并且隨著設備升級，激光器在同一臺 3D 打印機中安裝的數(shù)量、品質(zhì)也將提升，北京 隆源生產(chǎn)的部分 3D 打印機中大型激光器占成本比重達到 40%。從國產(chǎn)化角度來看， 當前國內(nèi)光纖激光器市場中資龍頭占比已逼近 IPG 等海外巨頭，與 3D 打印設備適配 的型號在質(zhì)量上接近進口產(chǎn)品，此前國內(nèi)工業(yè)級金屬 3D 打印設備在激光器選擇中青 睞外資龍頭，近期在新設備生產(chǎn)中開始嘗試使用國內(nèi)供應商產(chǎn)品，中資龍頭未來有望 切入國產(chǎn)供應鏈。 激光器在 3D 打印設備中起到至關重要的作用，通過激光照射熔化金屬粉末并使 其最終成型。從激光器市場規(guī)模來看，2020 年中國激光器市場規(guī)模達到 109.1 億美 元，占全球激光器市場 66.12%的份額，預計在 2022 年市場規(guī)模將增長至 147.4 億美 元。

從國產(chǎn)化角度來看，3D 打印設備商采用國產(chǎn)激光器的比例相對較低。3D 打印設 備中使用的激光器多為連續(xù)光纖激光器，國內(nèi)龍頭在激光器上普遍選用 1KW 左右的激 光器，鉑力特、先臨三維在生產(chǎn)設備過程中普遍采用進口激光器。前期采用進口激光 器更多原因在于進口品質(zhì)好、更加穩(wěn)定、下游客戶認可等。

從發(fā)展趨勢來看，國內(nèi)激光器存在國產(chǎn)替代空間。國內(nèi)外技術差距較大的產(chǎn)品主 要集中在 10KW 以上的產(chǎn)品，在 1KW-3KW 功率激光器方面，國內(nèi)外技術水平差距不大， 但國產(chǎn)產(chǎn)品相較進口產(chǎn)品擁有 30-40%價差優(yōu)勢。國產(chǎn)化程度方面，根據(jù)《2022 中國 激光產(chǎn)業(yè)發(fā)展報告》數(shù)據(jù)，國產(chǎn) 1KW-3KW 光纖激光器出貨量已占據(jù) 90%份額以上。競 爭格局方面，2021 年銳科激光、創(chuàng)鑫激光市場份額逐年擴張，2021 年市場份額占比 分別為 27.3%和 18.3%，與海外龍頭 IPG 差距進一步縮小。在新設備研發(fā)制造方面， 鉑力特已嘗試采用國產(chǎn)激光器，處于產(chǎn)品性能驗證、調(diào)試階段。整體來看，3D 打印設 備中的激光器存在國產(chǎn)替代空間，有實力完成且已開啟國產(chǎn)替代進程。

3.2 中游 3D 金屬打印設備：技術層面國內(nèi)龍頭比肩海外巨頭

當前國內(nèi) 3D 打印設備主要被外資企業(yè)占據(jù)，具備國產(chǎn)替代前置條件。競爭格局 方面，當前國內(nèi) 3D 打印設備市場較為分散。CR3 由國內(nèi)的聯(lián)泰科技、美國的 Stratasys 和德國的 EOS 構成，合計占比約為 44.3%。國產(chǎn)主流設備廠商除聯(lián)泰科技外，華曙高 科和鉑力特市場占有率相對較高，分別為 6.6%和 4.9%。 金屬 3D 打印國產(chǎn)替代空間優(yōu)于非金屬 3D 打印。金屬 3D 打印設備一般均屬于工 業(yè)級，價格由幾萬至幾千萬不等，非金屬 3D 打印中桌面級銷量最高，整體價格由幾 千至幾萬不等。從進出口數(shù)據(jù)來看，自 2016 年以來中國實現(xiàn) 3D 打印設備凈出口，至 今出口總額實現(xiàn)五連增，但出口產(chǎn)品多為非金屬桌面級設備，進口則多為工業(yè)級設備。 2021 年 3D 打印設備出口金額約 5.85 億美元，出口均價在 200 美元/臺左右，多為家 用的桌面級設備。進口金額約為 3802 萬美元，進口均價在 5000 美元/臺左右，多為 工業(yè)級的設備，因此金屬 3D 打印國產(chǎn)替代空間整體高于非金屬 3D 打印。

金屬設備生產(chǎn)方面，國內(nèi)具備工業(yè)級 3D 打印機量產(chǎn)能力的企業(yè)較少，龍頭企業(yè) 包括鉑力特、華曙高科、易加三維等，在設備制造能力與軟件優(yōu)化方面與海外巨頭相 差不大。以鉑力特為例，公司在設備參數(shù)方面與海外巨頭同類產(chǎn)品水平接近，在成型 尺寸、預熱溫度、含氧量控制和鋪粉效率方面甚至優(yōu)于部分海外龍頭。產(chǎn)能方面，國 際龍頭Stratasys工業(yè)級3D打印機年產(chǎn)量在千臺水平，鉑力特年產(chǎn)能在幾百臺左右， 海內(nèi)外仍存在差距，2021 年 7 月 22 日，鉑力特發(fā)布最新公告，擬加碼投入 20 億元 用于金屬增材制造產(chǎn)業(yè)項目，建設周期 3 年，在鉑力特積極擴產(chǎn)的情況下，未來中國 有望逐步實現(xiàn)國產(chǎn)替代。

3.3 他山之石：復盤海外巨頭發(fā)展歷程

美國 3D 打印發(fā)展歷史久遠，3D 打印龍頭企業(yè)資本化時間較早，通過復盤海外龍 頭發(fā)展歷程，或能對 A 股 3D 打印相關標的投資有所啟示。3D 系統(tǒng)（3D Systems） 和 Stratasys 是美股 3D 打印行業(yè)上市公司中整體營收規(guī)模、市值較大的兩家龍頭，2010 年來股價走勢十分趨同，歷經(jīng)了兩輪行情：第一輪是 2012 年至 2014 年，期間漲跌幅 均超過 300%；第二輪是 2021 年初短暫的一波行情，2021 年 1 月 4 日至 2 月 9 日期 間，3D 系統(tǒng)漲幅超 400%，Stratasys 漲幅也超過 150%。兩輪行情歸因來看，政策引 導估值抬升，而業(yè)績端則更多受到兼并收購的影響。 2012-2014 年行情期間先后出現(xiàn)“戴維斯雙擊”、“戴維斯雙殺”。

估值方面，在 上行階段，政策持續(xù)發(fā)力拓寬行業(yè)前景預期，進而大幅抬升估值。美國時任總統(tǒng)奧巴 馬為重振制造業(yè)，2011 年 6 月發(fā)起先進制造合作伙伴關系（AMP），重點提及增材制 造，2012 年 3 月批準投資 10 億美金設立國家制造業(yè)創(chuàng)新網(wǎng)絡（NNMI），其中國家增 材制造創(chuàng)新中心（NAMII）為示范項目，2013 年 2 月在國情咨文中將 3D 打印列入國 家重點方向之一。

業(yè)績方面，在政策拓寬行業(yè)預期下，龍頭企業(yè)開啟了大幅并購之路， 3D 系統(tǒng)在本輪上漲期間多次并購，以 1.37 億美元收購 Z corporation 和 Vidar systems 成為當時行業(yè)最大收購案例，而后被 Stratasys 在 2013 年以 4 億美元收購 MakerBot 案例刷新，大幅收購在短期內(nèi)迅速提升企業(yè)營收，但并購多數(shù)系桌面級 3D 打印公司，隨后續(xù)家庭、個人的娛樂性、獵奇心得到滿足，需求持續(xù)預冷，前期并購 致使公司商譽大額減值，業(yè)績由正轉負，兩家企業(yè)遭遇“戴維斯雙殺”。

3D 系統(tǒng)剝離非核心資產(chǎn)階段性扭轉業(yè)績。2021 年初這輪短暫的行情由 3D 系統(tǒng) 發(fā)布向好的業(yè)績預期引發(fā)，報告稱公司已完成旗下 Cimatron 和 GibbsCAM 軟件業(yè)務的 出售，將公司整體重組為醫(yī)療保健和工業(yè)解決方案兩個核心業(yè)務，剝離非核心資產(chǎn)， 1 月 7 日公布的 2021 年 Q1 營收預測數(shù)據(jù)為 1.7 億美元，遠超市場預測的低于 1.4 億 美元這一數(shù)據(jù)，對 3D 打印向好的預期引發(fā)本輪 3D 打印行業(yè)上漲行情，美股主要 3D 打印公司均有不同幅度漲幅。

他山之石，可以攻玉。復盤美股 3D 打印龍頭股價走勢，業(yè)績增速是支撐高估值的重要因素，而盲目擴張則是致使盈利惡化的首因。在政策端利好拔高行業(yè)估值后， 持續(xù)穩(wěn)定的業(yè)績增長是維系高估值的保障，3D 系統(tǒng)和 Stratasys 均在 2014-2015 年 業(yè)績預冷而遭遇“戴維斯雙殺”。3D 系統(tǒng) 2015-2022 年期間總營收不增反降，僅一年 凈利潤絕對值為正，Stratasys 自 2014 年營收達到峰值后，連續(xù) 6 年營收增速為負， 凈利潤則自 2013 年起持續(xù)虧損至今。業(yè)績惡化的首因是 2009-2014 年大舉并購桌面 級 3D 打印企業(yè)，對消費性打印產(chǎn)品前景的錯誤判斷導致并購后業(yè)績不及預期，持續(xù) 計提大額商譽減值，疊加專利陸續(xù)到期，行業(yè)競爭加劇，公司股價表現(xiàn)不盡人意。當 前 A 股上市 3D 打印行業(yè)公司尚不涉及專利到期方面的擔憂，在業(yè)務發(fā)展方面更多地 選擇垂直整合而非橫向整合，例如鉑力特持續(xù)專攻工業(yè)級 3D 打印這類高毛利率領域， 總營收持續(xù)穩(wěn)定增長，未來在投資價值方面或優(yōu)于海外龍頭。

3.4 重點公司分析

3.4.1 有研粉材

有研粉材：深耕粉材領域，提前布局 3D 打印原材料。有研粉材是國內(nèi)銅基金屬 粉體材料和錫基焊粉材料領域的龍頭企業(yè)，已成為國際領先的先進有色金屬粉體材料 生產(chǎn)企業(yè)之一。業(yè)績方面，公司 2022 上半年實現(xiàn)營收 15.65 億元，同比增速達 23.5%， 上半年歸屬于母公司股東凈利潤為 0.33 億元，同比增速為負。3D 打印領域來看，公 司 2021 年 3D 打印粉材實現(xiàn)營收約 1000 萬元，同比增速超 700%。盡管當前 3D 打印 粉材占總營收比重較低，但從布局角度來看，公司 2021 年 12 月新設子公司，專攻 3D 打印粉材，且公司整體在金屬 3D 打印粉材技術上已具備自主研發(fā)的核心技術，是少 有的提前布局、技術領先、實現(xiàn)粉材量產(chǎn)的上市公司標的。

金屬粉末領域先行者。公司提前布局 3D 打印金屬粉末材料領域多年，在打印粉 體材料制備相關方面技術成熟，總體達到國際先進水平，部分技術指標達到國際領先 水平。具體來看，公司通過賦予金屬液滴同極性電荷，使金屬液滴之間產(chǎn)生排斥力， 避免顆粒間碰撞，解決了衛(wèi)星球的問題；通過靜電場控制落粉，減少與未凝固的液滴 碰撞幾率，進而減少缺陷并提高粉末流動性；針對鈦或鈦合金高活性的特點，選用無 坩堝式高頻感應加熱鈦絲的方法實現(xiàn)純凈化熔煉，提高鈦或鈦合金的霧化細粉收得率， 該技術獲得中國有色金屬工業(yè)科學技術一等獎。此外，公司在技術專利、在研項目、 研發(fā)人員中均向 3D 打印領域有所傾斜，增材制造是公司未來主攻方向之一。

3.4.2 銳科激光

銳科激光：國產(chǎn)激光器龍頭，3D 打印業(yè)務有望持續(xù)放量。銳科激光是國內(nèi)激光 器龍頭，具備從材料、器件到整機垂直集成能力的光纖激光器研發(fā)、生產(chǎn)和服務供應 商。2021 年公司實現(xiàn)營業(yè)收入 34.1 億元，同比增速為 47.2%，歸母凈利潤 4.74 億 元，同比增速高達 60.2%。3D 打印設備常用激光器為連續(xù)光纖激光器，公司近三年連 續(xù)光纖激光器毛利率穩(wěn)定在 30%左右，2021 年連續(xù)光纖激光器占總營收比重為 75.9%， 產(chǎn)品營收 25.87 億元，同比增速為 47%。

依靠低功率市場降本策略，快速發(fā)展比肩海外龍頭。近五年來光纖激光器市場占 有率前三的公司長期為 IPG、銳科激光和創(chuàng)鑫激光。在 1kw 功率激光器市場中國產(chǎn)品 與進口產(chǎn)品質(zhì)量、性能、穩(wěn)定性方面均差異較小，除入圍供應商等指定品牌、型號的 情況外，價格通常是用戶在采購過程中較為關注的因素。3D 打印設備最常用的 1KW 型 號中，國產(chǎn)激光器在價格上相比進口產(chǎn)品具有 27.3%的折價優(yōu)勢，銳科激光自 2016 年 起依靠溫和降本，不斷蠶食市場份額，市占率逐年提升，當前已接近海外龍頭 IPG。 疊加鉑力特開始采用國內(nèi)激光器公司作為供應商，未來銳科激光有望切入鉑力特供應 鏈，迎來增長新動力。

3.4.3 鉑力特

鉑力特：專精金屬 3D 打印龍頭。鉑力特是唯一以 3D 打印設備為主營的上市公 司。鉑力特背靠西工大，深耕工業(yè)級金屬 3D 打印領域多年，當前已實現(xiàn)金屬增材制 造全產(chǎn)業(yè)鏈布局。2022 年前三季度實現(xiàn)營收 5.20 億元，同比高增 117.9%，凈利潤錄 得負值，相比于 2021 年虧損有所減少。主營分布方面，公司專攻金屬 3D 打印相關業(yè) 務，航天軍工和工業(yè)是公司營收占比最高的下游行業(yè)，分別占比 57.3%和 32.1%，從 產(chǎn)品類型角度看，公司3D打印定制化和自研設備占比較高，分別占比50.4%和39.5%。 公司凈利潤為負主因來源于兩方面。與常見情況有所不同，鉑力特的連續(xù)虧損并 非經(jīng)營性虧損，主因來源于兩方面。一是鉑力特 2019 年科創(chuàng)板上市，至今仍處高速 發(fā)展階段，近三年研發(fā)費用率增長均超過 50%，整體研發(fā)投入維持在較高的水平。二 是鉑力特在 2021Y 和 2022H1 計提了大量股權支付費用所導致，上市后鉑力特加大力 度推進員工持股，包括董事長兼總經(jīng)理薛蕾在內(nèi) 9 名核心技術人員及其他 86 名骨干 獲授 400 萬股股份，2021 年和今年上半年計提的股份支付費用分別達 1.73 億元和 0.84 億元。由此可見鉑力特凈利潤虧損與常規(guī)經(jīng)營業(yè)務關聯(lián)性不大，未來在攤銷股 份支付費用完成后，凈利潤有望扭虧為盈并實現(xiàn)大幅增長。

毛利率高位企穩(wěn)，細分領域營收持續(xù)高增?？v觀工業(yè)級 3D 打印設備領域，鉑力 特當前為絕對龍頭，公司在技術、產(chǎn)能、成品質(zhì)量三方面領先國內(nèi)競爭者，新進入者 威脅較小。受益于此，鉑力特近三年在維持高毛利率的同時營收仍保持高速增長。分 下游應用行業(yè)來看，航空航天領域在毛利率高于 50%的情況下連續(xù)三年增長，2021 年 同比增速為 45%。分產(chǎn)品類型來看，鉑力特在定制和自研兩方面連續(xù)三年增長，毛利 率維持在 50%左右，僅占比較低的代銷德國 EOS 3D 打印設備業(yè)務方面毛利率較低。

鉑力特產(chǎn)學研融合的發(fā)展戰(zhàn)略助力公司快速發(fā)展。從鉑力特發(fā)展歷程來看，公司 由西北工業(yè)大學及成員股東共同出資成立鉑力特，黃衛(wèi)東教授出任董事長和首席科學 家，負責人才培養(yǎng)和公司戰(zhàn)略制定。董事長黃衛(wèi)東先生是我國最早一批投身 3D 打印 研究的專家，尤其在金屬 3D 打印技術方面頗有建樹，帶領西工大實驗室多次立項并 獲得國家研發(fā)經(jīng)費支持。背靠研發(fā)能力強勁的高校實驗室，使得 2011 年成立的鉑力 特經(jīng)過十余年的發(fā)展后，在技術方面比肩海外具有 30 年歷史的龍頭。發(fā)展模式上，鉑力特形成了國家經(jīng)費支持→高校進行技術研發(fā)→鉑力特落地應用→通過用戶反饋 再提出新的課題與研究方向這一正向循環(huán)。未來發(fā)展方向上，鉑力特不會重蹈海外龍 頭覆轍，專注于縱向整合，當前產(chǎn)能痛點在近一兩年內(nèi)有望解決，鉑力特未來前景可期。

注重研發(fā)一以貫之，產(chǎn)品質(zhì)量較高。鉑力特堅持產(chǎn)學研融合的戰(zhàn)略方向，當前在 多方面競爭優(yōu)勢顯著。從研發(fā)投入來看，公司近 5 年保持高研發(fā)增速，2021 年研發(fā) 費用 1.14 億元，2017-2021 年研發(fā) CAGR 為 48.87%，近三年增速均高于 60%，為公司 鑄造深厚的“護城河”。從專利來看，截止至 2022 年上半年，公司累計自主申請專利 397 項，當前有效專利 247 項，其中發(fā)明專利 74 項，處于行業(yè)領先地位。從設備數(shù) 量來看，鉑力特 2021 年底裝備 240 臺設備，在今年定增后預計未來裝備超 500 臺大 尺寸/超大尺寸 3D 打印設備，處于行業(yè)領先地位。從產(chǎn)品成熟度來看，公司收獲國內(nèi) 外廣泛認可，海外方面公司是空中客車公司金屬增材制造合格供應商，與空客簽署 A350 飛機大型精密件共同研制協(xié)議，國內(nèi)方面鉑力特參與 C919 國產(chǎn)大飛機制造過程， 在短時間內(nèi)打印鈦合金翼緣條，向世界證明中國工業(yè)級金屬 3D 打印已發(fā)展至成熟階 段。綜合來看，鉑力特當前在國內(nèi)工業(yè)級金屬增材制造領域處于絕對領先地位，從上 游的金屬粉末、設備零部件，至中游的設備生產(chǎn)、制造、銷售，再至下游的相關服務 全產(chǎn)業(yè)鏈縱向布局，為鉑力特未來發(fā)展再添動力。
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文章來源：未來智庫