一、增材制造——直擊傳統(tǒng)制造工藝痛點

1、增材制造概述

（1）增材制造定義

增材制造又稱“3D 打印”，是基于三維模型數據，采用與傳統(tǒng)減材制造技術（對 原材料去除、切削、組裝的加工模式）完全相反的逐層疊加材料的方式，直接制 造與相應數字模型完全一致的三維物理實體模型的制造方法，將對傳統(tǒng)的工藝流 程、生產線、工廠模式、產業(yè)鏈組合產生深刻影響，是制造業(yè)有代表性的顛覆性 技術，集合了信息網絡技術、先進材料技術與數字制造技術，是先進制造業(yè)的重 要組成部分。其基本原理為：以計算機三維設計模型為藍本，通過軟件分層離散 和數控成形系統(tǒng)，將三維實體變?yōu)槿舾蓚€二維平面，利用激光束、熱熔噴嘴等方 式將粉末、樹脂等特殊材料進行逐層堆積黏結，最終疊加成形，制造出實體產品。 增材制造將復雜的零部件結構離散為簡單的二維平面加工，解決同類型零部件難 以加工難題。

（2）增材制造歷史沿革

增材制造產業(yè)化歷史起始于 1986 年，技術進步帶來大規(guī)模產業(yè)化的提升。1986 年，美國人 Hull 發(fā)明光固化技術（SLA）并成立了全球首家 3D 打印公司 3D Systems，標志著 3D 打印技術產業(yè)化的開端。1995年德國 Fraunhofer 激光技術 研究所(ILT)推出 SLM 技術，激光技術開始被應用于增材制造并逐步普及，開啟了 3D 打印大規(guī)模產業(yè)化試制和應用階段。而對于我國來說，起步相對較晚，增材制 造產業(yè)化相對短暫，隨著美歐的3D打印底層技術專利在2009-2015年陸續(xù)到期， 我國增材制造技術發(fā)展進入快速的技術追趕階段，據統(tǒng)計 2011 年-2016 年期間， 我國 3D 打印專利數由 2011 年的 5 個迅速攀升至 2016 年的 6564 個。2016 年以 來，我國逐漸從技術積累向商業(yè)化批量應用過渡，進入到快速放量發(fā)展的起步階 段。

（3）增材制造技術特點

作為新興的制造方式，金屬增材制造與傳統(tǒng)精密加工技術相比具備以下特點： 縮短新產品研發(fā)及實現周期。3D 打印工藝成形過程由三維模型直接驅動，無 需模具、夾具等輔助工具，可以極大的降低產品的研制周期，并節(jié)約昂貴的模 具生產費用，提高產品研發(fā)迭代速度。 可高效成形更為復雜的結構。3D 打印的原理是將復雜的三維幾何體剖分為二 維的截面形狀來疊層制造，故可以實現傳統(tǒng)精密加工較難實現的復雜構件成形， 提高零件成品率，同時提高產品質量。 實現一體化、輕量化設計。金屬 3D 打印技術的應用可以優(yōu)化復雜零部件的 結構，在保證性能的前提下，將復雜結構經變換重新設計成簡單結構，從而起 到減輕重量的效果，3D 打印技術也可實現構件一體化成形，從而提升產品的 可靠性 。材料利用率較高。與傳統(tǒng)精密加工技術相比，金屬 3D 打印技術可節(jié)約大量 材料，特別是對較為昂貴的金屬材料而言，可節(jié)約較大的成本。 實現優(yōu)良的力學性能?；?3D 打印快速凝固的工藝特點，成形后的制件內 部冶金質量均勻致密，無其他冶金缺陷；同時快速凝固的特點，使得材料內部 組織為細小亞結構，成形零件可在不損失塑性的情況下使強度得到較大提高。

金屬 3D 打印工藝原理主要分為粉末床選區(qū)熔化和定向能量沉積兩大類別，采用 這兩類工藝原理的金屬 3D 打印技術都可以制造達到鍛件標準的金屬零件。根據 Wohlers 對包括鉑力特在內的全球 36 家主要的金屬 3D 打印企業(yè)統(tǒng)計，2018 年 度，采用粉末床選區(qū)熔化技術為 18 家，采用定向能量沉積技術為 8 家，合計占 比達到 72%。為了獲得更為廣泛的應用，這兩類主流金屬 3D 打印技術都在努力 向兼顧高性能、高精度、高效率、低成本、更大的尺寸范圍和更廣泛的材料適用 性方向發(fā)展。

2、增材制造具備從設計端和制造端解決傳統(tǒng)制造技術痛點的 能力

基于增材制造的五大特點，其能夠解決下游在使用傳統(tǒng)精密制造技術中的： ①設計端：研發(fā)迭代周期長、“制造決定設計”等問題； ②制造端：材料利用率低，小批量生產成本偏高、庫存偏高等痛點。

設計端：增材制造加快產品設計端落地與迭代，提升設計自由度，可以有效結合 拓撲優(yōu)化設計等輕量化、一體化設計方式。增材制造的在設計端優(yōu)勢突出，更易 于從設計端切入下游行業(yè)，不斷提升滲透率，其優(yōu)勢主要體現在： 縮短產品研發(fā)和制造周期，幫助產品廠商從設計端快速實現“圖紙——實物” 的轉化。相較傳統(tǒng)精密加工技術需要更長的周期來準備模具、工裝等能夠實現 設計端的快速落地和迭代。 二維截面疊層制造復雜結構件能夠給予產品設計端更高的自由度，突破傳統(tǒng)的 “制造決定設計”問題，實現“設計引導制造”。增材制造可以協助產品廠商在 設計上突破傳統(tǒng)精密加工技術在復雜結構件制造的限制，給予產品設計端更高 的自由度；另外，增材制造技術能夠有效結合拓撲優(yōu)化設計、點陣結構設計、 一體化結構設計等，解決了結構優(yōu)化存在的“制造決定設計”的問題，在產品 一體化、輕量化方面實現設計端的突破。

制造端：去模具、減廢料、降庫存，小批量生產優(yōu)勢顯著。增材制造材料利用率 高、三維模型直接驅動、生產周期短等優(yōu)勢，能夠在制造端實現降本、降庫存等 優(yōu)勢。另外，其邊際成本隨打印數量下降相對平緩，相對傳統(tǒng)制造方式存在規(guī)模 效應閾值，在小批量生產方面優(yōu)勢顯著。增材制造材料利用率高。使用金屬粉末、樹脂等各種材料，以逐層疊加材料方 式制造產品，相較傳統(tǒng)精密加工方式材料利用率更高，甚至能夠達到 95%以上。 增材制造生產周期短，可以有效降低庫存量。由于增材制造不需要模具和工裝 等，使用原材料和設備即可打印產品，生產周期有效縮短，例如 GE 航空的燃 油噴嘴采用增材制造后庫存量降低 95%。 增材制造規(guī)模經濟效應相較傳統(tǒng)制造方式存在閾值，降低最低有效生產規(guī)模所 需的資本投入，小批量生產方面優(yōu)勢顯著。根據艾瑞咨詢，隨著生產規(guī)模的增 加，增材制造的邊際成本下降相對傳統(tǒng)制造方式更緩慢，這使得其在達到一定 的生產規(guī)模后將可能喪失其成本優(yōu)勢，但在閾值前的小批量生產方面優(yōu)勢顯著。 增材制造靈活性強，具備高柔性生產能力。增材制造能夠根據下游不同需求領 域靈活切換，具備高柔性的生產能力，但需要對設備掃描速度、分區(qū)掃描、激 光功率等參數設置等具備很深的理解。

3、增材制造行業(yè)產業(yè)鏈

（1）產業(yè)鏈情況介紹

增材制造產業(yè)鏈主要由原材料（金屬、非金屬粉末）、設備硬件（振鏡系統(tǒng)、激 光器等）和輔助運行（掃描儀、軟件等）組成上游，增材制造設備和產品制造服 務組成中游，以及下游的需求端組成，目前已覆蓋航空航天、汽車、工業(yè)機械、 醫(yī)療等領域。

①上游：主要由原材料（金屬粉末和非金屬粉末）、設備核心硬件（振鏡、激光 器、主板等）以及輔助運行的軟件、掃描儀等組成。 原材料：國內金屬粉末占比接近 40%，鈦合金、鋁合金及不銹鋼為主。增材制 造原材料是影響增材制造產品質量的重要因素之一，是增材制造技術發(fā)展的物質基礎。增材制造原材料目前主要可分為金屬材料、非金屬材料。數據顯示， 在我國整個增材制造市場中，鈦合金、鋁合金、不銹鋼分別占 20.2%、10.0%、 9.1%，合計占比 39.3%，其余多為非金屬材料，包括尼龍、PLA、ABS 塑料、 樹脂等。

設備核心硬件：激光器、振鏡系統(tǒng)價值量占比較高，具備國產化替代空間。根 據南極熊 3D 打印網，激光器價值量占比一般為整體設備成本 20%以上；根據 鉑力特招股說明書，振鏡系統(tǒng)在各型號設備產品的成本中平均占比約為 6%。 隨著設備升級，激光器和振鏡在同一臺 3D 打印機中安裝的數量、品質也將提 升，二者價值占比將會更高。當前國內設備中激光器和振鏡主要以國外進口為 主，根據華曙高科招股說明書，2019-2022 年激光器和振鏡的平均進口比例分 別為 81.72%和 99.29%，其中激光器進口比例 22 年降為 69.90%，國產化替 代已在路上。

②中游：主要由增材制造設備（金屬打印設備/非金屬打印設備）和增材制造服 務組成。

增材制造設備：增材制造工藝較多，PBF 工藝的 SLM/SLS 設備占據主流。根 據國際標準化組織 ISO/TC261 增材制造技術委員會 2015 年發(fā)布的國際標準 ISO/ASTM52900:2015，3D 打印工藝原理可分為 7 大類：粉末床選區(qū)熔化（PBF）、 定向能量沉積（DED）、 立體光固化、 粘結劑噴射、材料擠出、 材 料噴射、 薄材疊層。 目前打印設備主要以 SLS/SLM、FDM、SLA、DLP 為 主，分別占比達 32%、15%、15%和 14%。

增材制造服務：制造費用為主要成本，存在一定規(guī)模效應。根據鉑力特年報及 招股說明書中披露，自 2019 年至 2022 年，其 3D 打印定制化產品的成本占比 中折舊等制造費用始終維持 60%以上，但呈現下降態(tài)勢；直接人工成本占比同 樣在趨勢上呈現下行；直接材料占比保持提升，2022 年達到 27.1%。雖然增 材制造定制化產品的成本構成取決于其產品本身復雜程度以及結構大小，但上 述制造費用、直接人工占比下降和直接材料占比提升在一定程度上能夠解釋增 材制造服務存在一定規(guī)模效應。

③下游：國內航空航天等為主要下游，下游具備開拓和滲透率提升空間。增材制 造目前已被廣泛應用于航空航天、汽車、醫(yī)療等領域，并逐漸被嘗試應用于更多 的領域中。根據 Wohlers Report 2022 報告顯示，2021 年增材制造主要應用于 航空航天、汽車、消費及電子產品、醫(yī)療及牙科、學術科研等領域。對比全球與 中國下游應用領域，2022 年我國增材制造下游前五大領域（工業(yè)機械、航空航 天、汽車、消費&電子、醫(yī)療&牙科）的集中度達到 78.90%，而全球前五大領域 集中度為 69.90%，相比之下我國在下游領域拓展和滲透率方面均具備提升空間。

（2）中游設備環(huán)節(jié)處于產業(yè)鏈主導位置

產業(yè)鏈縱向分析：中游增材制造設備處于產業(yè)鏈主導位置，承上啟下促進產業(yè)鏈 整體提升。增材制造產業(yè)鏈自上而下主要包含原材料和設備核心軟硬件、增材制 造設備、增材制造服務等。其中，增材制造設備處于產業(yè)鏈關鍵位置，①對接下 游需求，開拓下游領域并提升滲透率：對接下游各領域需求并展開設備研發(fā)和迭 代，以提供適應相應下游領域需求的增材制造設備，推動增材制造技術在下游應 用領域的開拓和單一領域滲透率的提升；②為中游增材制造服務業(yè)務拓展開辟道 路：隨著增材制造設備不斷開拓下游領域并提升滲透率，中游增材制造服務業(yè)務 應運而生，企業(yè)可以通過購買增材制造設備的方式為下游提供產品制造服務，市 場空間不斷擴容；③倒逼上游原材料產能擴充，提升效率，降低材料成本：在中 游設備對接下游需求的過程中，其對上游粉末的需求量和質量提出了更高的產能、 成本要求，倒逼上游原材料提升出粉率、材料利用率等，降低材料成本。 產業(yè)鏈橫向分析：國內增材制造設備產值占比最高。根據 Wohlers Associates 統(tǒng) 計數據顯示，2021 年全球增材制造產值（包括產品和服務）152.44 億美元，同 比2020年增長19.50%，其中增材制造相關產品（包括增材制造設備銷售及升級、 增材制造原材料、專用軟件、激光器等）產值為 62.29 億美元，同比增長 17.50%， 其中設備銷售收入 31.74 億美元；增材制造相關服務（包括增材制造零部件打印、 增材制造設備維護、技術服務及人員培訓、增材制造相關咨詢服務等）產值為 90.15 億美元，同比增長 20.90%。而國內來看，2021 年中國增材制造設備規(guī)模 占比達 44%，增材制造服務規(guī)模占比達 31%，增材制造材料規(guī)模占比達 25%， 增材制造設備環(huán)節(jié)產值占比最高。 對比中國與全球增材制造產業(yè)產值結構，國內目前以中游的增材制造設備為主， 而全球則以增材制造服務為主，此種差異體現我國目前相較全球仍處于下游開拓 和快速滲透階段。

二、兩大驅動力推動市場空間擴容

1、2025 年國內市場規(guī)模有望突破 600 億元，增速高于全球 水平

預計 2026 年全球增材制造市場規(guī)模達 362 億美元，CAGR 為 19.0%。經過多年 發(fā)展，增材制造產業(yè)進入加速成長期，近五年增材制造行業(yè)在全球范圍內整體呈 現增長態(tài)勢。2020 年全球增材制造產業(yè)的行業(yè)增長率有所放緩，但 2021 年增材 制造行業(yè)恢復快速增長態(tài)勢。根據《Wohlers Report 2024》報告顯示，2023 年 全球增材制造市場規(guī)模（包括產品和服務）達到 200.35 億美元，同比增長 11.1%。 根據《Wohlers Report 2023》預測，到 2026 年增材制造收入規(guī)模較 2022 年將 增長超 2 倍，達到 362 億美元，到 2032 年增材制造收入規(guī)模將較 2022 年增長 5.7 倍，達到 1027 億美元。 預計 2025 年國內增材制造市場規(guī)模達 600 億元，增速高于全球水平。根據前瞻 產業(yè)研究院預測，隨著增材制造市場應用程度不斷深化，在各行業(yè)應用越來越廣 泛，未來幾年增材制造市場將保持快速增長態(tài)勢，預計到 2025 年我國 3D 打印市 場規(guī)模將超過 630 億元，2021-2025 年復合年均增速 20%以上。

2、驅動力一：原型制造轉向批量生產，增材制造在單一領 域滲透率有望提升

成本降低疊加生產效率提升，增材制造進入批量生產的轉型期。根據前文增材制 造的特點，其規(guī)模經濟效應相較傳統(tǒng)制造方式存在閾值，在技術條件等保持不變 的前提下，隨著生產規(guī)模的增加，增材制造的邊際成本下降相對傳統(tǒng)制造方式更 緩慢。相較傳統(tǒng)制造方式，增材制造規(guī)模經濟效應相對受限是目前普遍的認知， 但目前增材制造正在 1）一方面通過降低設備單價、增加單臺設備激光器數量等 方式降低單位固定成本；2）另一方面通過降低粉末材料成本、加裝粉末循環(huán)系統(tǒng) 等方式降低單位可變成本。兩方面疊加推動增材制造規(guī)模經濟效應曲線向下移動， 不斷提高最大生產規(guī)模閾值，進而促進增材制造打破原型制造的局限，步入批量 生產的“增材制造 2.0”時代。 根據《Wohlers Report 2023》顯示，2022 年，零部件直接制造的產值為 26.8 億 美元，同比增長 22.1%，近六年增長率均超過 20%。

航空航天、醫(yī)療牙科、模型制造等領域已經開始批量應用，單一領域滲透率提升 成為關注重點。根據艾瑞咨詢，2021 年國內工業(yè)級增材制造（占整體應用領域的 65%-70%）主要的應用領域集中于航空航天、模型制造、汽車制造及生物醫(yī)療， 合計占比達到 93%，并以金屬類增材制造為主，其中航空航天占比達到 58%，是 目前國內增材制造應用的主要領域。

（1）航空航天&國防領域：成為技術迭代、規(guī)模擴張的基石領域

航空航天領域是當前增材制造需求落地最成功產業(yè)之一。隨著產品型號的不斷迭 代和技術的突破，航空航天領域對零部件提出了輕量化、集成化、縮短研發(fā)周期 以及復雜結構一體化成形等需求，這些需求和特性均與前文提到的增材制造的特 點完美契合。同時，航空航天領域相對其他行業(yè)對零部件的功能敏感性更高，價 格敏感性低，這為增材制造的優(yōu)先落地奠定了基礎。 根據《Wohlers Report 2022》顯示，航空航天行業(yè)對增材制造技術的應用逐年增 長，是應用最廣泛的行業(yè)，2021年全球航空航天增材制造規(guī)模達到25.61億美元， 但相對于航空航天產業(yè)整體占比較小，隨著金屬 3D 打印技術的持續(xù)推廣應用， 具有較大的增長潛力。

航空航天領域成為增材制造技術迭代、規(guī)模擴張的基石領域。目前，增材制造在 航空航天裝備領域主要應用于飛機、發(fā)動機、導彈、火箭、衛(wèi)星等精密零部件的 設計與制造等方向，應用零部件范圍和品種逐步拓展，滲透率呈現提升態(tài)勢。同 時，在擴展航空航天領域應用的過程中，下游客戶不斷對零部件的高可靠性、大 型化、輕量化、復雜構件制造以及成本降低和效率提高不斷提出新的需求，反推 增材制造進行技術迭代和升級，對增材制造面對的多激光一致性、搭接穩(wěn)定性以 及成本偏高等問題開展研究解決，促進了設備的升級換代和材料成本的下降，進 而迎合下游需求，推動增材制造在該領域的產值規(guī)模擴張。

（2）汽車制造：從設計端走向批量生產，模具制造打開新市場

1）原型制造

快速原型制造、輕量化等關鍵特點推動增材制造在汽車行業(yè)順利切入。1）車企 研發(fā)周期不斷縮短：在汽車“新四化”時代，為滿足消費者對產品快速迭代的需 求，車企投放新車型的節(jié)奏越來越快。特別是在車市加速“內卷”的當下，車企 產品推出的速度在很大程度上影響著銷量表現。根據第一財經報道，傳統(tǒng)車企的 一個開發(fā)項目周期一般在 2 年左右，日企客戶甚至長達 4~5 年。而為了搶占市場 先機，目前中國車企對供應商的開發(fā)周期要求普遍在 9 個月。2）汽車輕量化趨 勢顯著：隨著碳排放標準日益趨嚴，汽車輕量化已成為全球汽車工業(yè)的一致目標。 根據歐洲汽車工業(yè)協會的研究，汽車質量每下降100公斤，百公里油耗可下降0.4L， 碳排放大約可以減少 1 公斤。新能源汽車每減重 10%，續(xù)航里程可提升 5-6%。 汽車制造的研發(fā)周期不斷縮短和輕量化的需求，切實貼合了增材制造的優(yōu)勢所在。 增材制造通過三維模型的直接落地去除了繁瑣的開模等工序，實現了快速原型制 造能力；并能夠從設計端通過拓撲優(yōu)化等方式實現輕量化。從設計端更好解決車 企的痛點和需求，增材制造實現了汽車行業(yè)的順利切入。 比如，福特在德國默克尼希設立了快速技術中心，以便利用多種 3D 打印技術快 速制造原型。僅僅只需要數小時，工程師和設計師就能拿到設計成果，而使用傳 統(tǒng)方法則需要等待幾個星期。

2）零部件批量生產

局限逐步突破，汽車零部件增材制造的批量生產有望從高端車型向下鋪開。觀察 目前汽車行業(yè)增材制造的相對成批量應用案例，更多的集中在價格敏感度更低、 小批量生產的高端車型上，如寶馬 M850i 夜空特別版的 3D 打印剎車卡鉗，以及 寶馬最強 6 缸發(fā)動機 S58 的 3D 打印零件等。而隨著增材制造規(guī)模經濟效益曲線 的不斷下移，其小批量的局限有望逐步突破，批量生產也將從高端車型向下逐漸 鋪開。 當前，通過整理公開資料可以發(fā)現，下游國內外車企均已對增材制造開展較大規(guī) 模布局，其中寶馬汽車公司的“增材制造工業(yè)化和數字化”（IDAM）項目搭建的兩條生產線已經能夠實現年產 5 萬零件的產能，并且同時運行，幾乎不需要人工 介入。

根據 3dpbm 汽車行業(yè)增材制造白皮書，預計 2030 年增材制造汽車零部件市場 空間將達到 203.5 億美元。根據 3dpbm2021 年發(fā)布的一份汽車行業(yè)增材制造白皮書，2020 年增材制造用于汽車零部件生產的收入為 26.78 億美元，預計 2026 年為 129.74 億美元，2030 年達到 203.5 億美元（其中 25%是與電動汽車零部件 相關的生產）。同時，其對汽車零部件的主要應用四個部分：車身、電子附件、內 飾和動力部件以及后市場的增材制造應用空間進行更加細分的預測，其中動力部 件 2030 年的應用空間將達到 70 億，在整體市場中占比最高。

3）模具制造

另外，隨著增材制造在汽車領域的應用推進，模具制造或將打開新市場。 傳統(tǒng)金屬模具設計過程花費巨大。根據 3D 打印技術參考，一旦制作出大型金屬 測試模具，設計過程中的機加工調整一次可能會花費 10 萬美元，或者完全重做 模具可能會花費 150 萬美元。另一位人士表示，大型金屬模具的整個設計過程 通常需要花費約 400 萬美元。 3D 打印砂型模具，助力一體化壓鑄降本增效。2023 年 9 月，根據路透社，特斯 拉 (TSLA.O) 結合了一系列創(chuàng)新技術，取得了技術突破，通過這項技術，特斯拉 可將電動汽車幾乎所有復雜車身底部零件壓鑄成一個整體，而非僅壓鑄約 400 個 零部件。該技術將令特斯拉生產成本減半，或改變傳統(tǒng)的電動汽車制造方式。為 此，特斯拉使用 3D 打印機用工業(yè)砂制作測試模具。通過粘結劑噴射技術，打印 設備將液體粘合劑沉積到薄薄的沙層上，并逐層構建可以壓鑄熔融合金的模具。 根據南極熊 3D 打印網，砂型鑄造的設計驗證過程的成本（即使有多個版本）也 是最低的——僅為金屬原型的 3%；設計驗證周期僅需兩到三個月，而金屬模具 原型則需要六個月到一年。這意味著特斯拉可以根據需要多次調整原型，使用 Desktop metal (DM.N)及其子公司 ExOne、德國公司 voxeljet 以及其他幾家國 產公司的機器在幾小時內重新打印出一個新原型。 據上海證券報 2023 年 9 月 27 日報道，上海浦東臨港的特斯拉超級工廠生產的特 斯拉 Model Y 車型的后底板總成系統(tǒng)，已經成功采用一體化壓鑄技術實現快速鑄 型。相比傳統(tǒng)方式，車身系統(tǒng)節(jié)省重量超 10%。另外，成本也有非常明顯的優(yōu)勢， 得益于優(yōu)化的結構設計以及材料回收利用成果，車的后底板總成系統(tǒng)采用一體壓 鑄方式后，成本降低了 40%。

（3）醫(yī)療&牙科領域：需求個性化帶來批量應用

需求個性化帶來增材制造的批量應用?；谌梭w存在個體差異而傳統(tǒng)制造醫(yī)療器 械多為標準化樣式或尺寸的現狀，增材制造憑借可個性化定制的特點在醫(yī)療領域 內應用逐步廣泛，主要應用方向包括制造醫(yī)療模型、手術導板、外科/口腔科植入 物、康復器械等（主要材料包括塑料、樹脂、金屬、高分子復合材料等），以及生 物增材制造人體組織、器官等。 增材制造技術在口腔醫(yī)學中已逐漸成熟應用于義齒打印、矯正器制作、預演手術 模型制作、手術導板制作等，有助于提高精度和效率，降低手術風險。增材制造 技術在骨科植入方面也發(fā)展迅速，目前開始采用金屬增材制造技術生產全膝關節(jié) 植入物、髖臼杯、脊柱植入物等，金屬增材制造技術有利于模擬人體骨骼的層狀 結構，通過多孔設計可以更好地與人體組織融合，促進骨骼生長，此外增材制造 技術亦為植入物設計帶來了更高設計自由度。

隨著未來經濟水平和精準醫(yī)療要求的不斷提升，增材制造技術在醫(yī)療行業(yè)的發(fā)展 將擁有巨大空間。據 Acumen Research and Consulting 發(fā)布的報告稱，2022 年 全球醫(yī)療 3D 打印應用市場規(guī)模為 28 億美元，到 2032 年將達到 110 億美元，復 合年增長率為 16.6%。

3、驅動力二：顛覆各行業(yè)制造方式，下游應用領域不斷開 拓

（1）消費電子領域：鈦合金增材制造引領變革，有望打開行業(yè)天花板

榮耀、蘋果領銜，3D 打印鈦合金部件首次在消費電子領域大規(guī)模使用。

根據榮耀 CEO 趙明發(fā)布的“明哥答網友問”視頻，華為榮耀 Magic V2 搭載的 “魯班鈦合金鉸鏈”的軸蓋首次采用了 3D 打印技術，卷軸的軸蓋是影響折疊屏 厚度的關鍵，鈦合金技術可以讓軸蓋變得更輕更薄，相比鋁合金材質的強度提 升了 150%，鉸鏈寬度降低 27%，而且更韌、更耐腐蝕，帶動折疊屏整體厚度 和重量的下降。2023 年 10 月 12 日，榮耀正式發(fā)布的榮耀 Magic Vs2 同樣采 用鈦合金 3D 打印技術制成的榮耀魯班鈦金鉸鏈。

鈦合金加工難度大，增材制造具備材料利用率高的優(yōu)勢。鈦合金具有彈性模量低、 彈性變形大、切削溫度高、導熱系數低、高溫時化學活性高等特點，相較鋁合金 的加工難度更大，加工過程中容易出現加工硬化、刀具磨損等現象，采取傳統(tǒng)機 加和減材制造的方式效率偏低，材料利用率低。而鈦合金的增材制造則能夠實現 較高的材料利用率，并隨著近年設備的效率的提升和成本的下降，加工優(yōu)勢逐漸 顯現。

（2）人形機器人領域：輕量化需求和復雜結構繁多，增材制造帶來效 率提升

人形機器人目前處于研發(fā)的快速迭代期，而增材制造具備大大縮短研發(fā)周期、快 速原型制造能力、輕量化等特點，在研發(fā)和小批量階段具備顯著優(yōu)勢，能夠實現 研發(fā)端切入。

人形機器人具備復雜結構繁多、輕量化需求等特點，處于研發(fā)的快速迭代期， 對制造方式提出更高需求。1）縮短研發(fā)周期需求：當前，人形機器人處于產業(yè) 發(fā)展前期，研發(fā)需要不斷迭代，并根據未來應用場景不斷在設計端調整和試驗。 在產業(yè)發(fā)展前期，一家企業(yè)若能夠快速推出穩(wěn)定、適合下游需求并能夠量產的 產品，將迅速實現占據市場的優(yōu)勢。因此，人形機器人對研發(fā)周期的縮短和快 速原型制造能力提出較高需求。2）輕量化需求：人形機器人要實現類似人的靈 活性，對其結構和制造的輕量化提出了更高的需求。3）復雜結構制造需求：人 形機器人內外部結構復雜，通過傳統(tǒng)制造方式將帶來較大的供應鏈管理壓力， 對復雜結構件的一體化制造提出了更高的需求。

增材制造的快速原型制造能力、輕量化等特點以及復雜結構件制造的獨特優(yōu)勢， 決定了其在人形機器人將具備優(yōu)勢。根據 3D 打印技術參考，波士頓動力的 Atlas 人形機器人使用 3D 打印技術來幫助減重、提高空間利用率并提升效率，其使用 3D 打印開展以下優(yōu)化：1）3D 打印定制非標部件（如伺服閥）；2）3D 打印優(yōu) 化結構設計，減輕機器人肢體慣性；3）3D 打印液壓動力單元（HPU）實現更 高效率。

（3）核能領域：直擊需求痛點，有望打開廣闊市場

核能設備復雜件完美適配增材制造工藝，實現高效率生產與替換。隨著我國核電 事業(yè)的快速發(fā)展，部分核能設備的設計變得更加精密復雜，此等復雜件若采取傳 統(tǒng)制造方式生產存在生產周期長、制造工序繁雜、產業(yè)鏈條冗長等問題。而采取 增材制造能夠實現一體化、快速成型，并大大降低零部件重量和體積，實現復雜 精密構件的生產。 增材制造能夠發(fā)揮顯著制造和設計優(yōu)勢。根據中國核動力研究院何戈寧主任的《增 材制造賦能，核創(chuàng)共進》主題演講，中國核動力研究院的 3D 打印模塊化高效換 熱設備項目采取選取熔化技術，打印的換熱設備與傳統(tǒng)的換熱設備相比，重量、 體積、零部件數量、制造周期均減小 90%以上，因為重量、體積的減少，制造成本降低 50%以上。

國內外研究及應用逐漸增加，未來有望打開能源市場。國外橡樹嶺實驗室、西屋 電氣公司、法馬通公司等核電巨頭都在積極研發(fā)增材制造技術，中國中核北方核 燃料元件有限公司、中國核動力研究設計院等也在致力于該技術的核工業(yè)應用。 隨著國內外研究及應用探索的逐漸增加，未來增材制造在能源領域的滲透預計將 不斷提升，成為下一個潛在爆發(fā)點。

（4）模具領域：3D 打印隨行水路貼合產業(yè)需求，鞋模領域商業(yè)化取 得較快發(fā)展

增材制造隨行水路設計貼合產業(yè)需求，鞋模領域商業(yè)化取得較快發(fā)展。隨形水路 又名隨型水路，是一種基于 3D 打印技術的新型模具冷卻水路。因其加工特性， 隨形水路可以很好的貼合產品形狀，且水路截面可以做圓形以外的其他任意截面。 注塑時塑膠產品的冷卻主要靠模具冷卻水路來完成，而傳統(tǒng)冷卻水路是通過銑床 等機加工工藝制造，水路形狀有局限性，且距離模仁表面更遠，導致冷卻效率低、 注塑周期長、冷卻不均勻、產品變形量大、良品率低等。而增材制造隨形水路可 以使水路根據零件形狀均勻排布，在積熱區(qū)域可以增加水路密度，從而使型腔溫 度均衡、提升產品良率，有效降低冷卻周期，提高生產效率。根據毅速 3D 打印， 相比傳統(tǒng)水路，隨形水路可根據注塑件形狀均勻排布，從而降低冷卻時間 20%~80%，減少變形量 15%~90%；雖然模具成本略有增加，但綜合注塑產能、 良品率等因素，最終整體效益大幅提高。目前隨形水路主要采用選區(qū)激光熔融 （SLM）3D 打印技術與擴散焊技術來進行加工，由于 SLM 3D 打印技術可做出 更為復雜與圓滑的水路形狀且成本更低，因此 SLM 3D 打印技術在隨形水路上應 用更為廣泛。

鞋模賽道進展較快，多家企業(yè)與頭部增材制造設備商開展合作。鞋模制造作為傳 統(tǒng)加工行業(yè)之一，其完整工序包括設計、木模制造、鑄造、模具制作、咬花、噴 砂、電鍍/噴鐵氟龍防護處理等工序。整個加工過程非常復雜，周期長，成本高， 需要耗費大量的人工及滿足嚴格的綠色環(huán)保要求。而增材制造在鞋企的應用大大 簡化了鞋模的生產流程，大大提高了生產效率，不斷提高產品更新速度。SLM 技 術直接金屬 3D 打印成型，可免去木模、鑄造和咬花等工序，實現更快的產品交 付、更有立體感的花紋呈現效果和更環(huán)保的制造方式。金屬 3D 打印成為各大鞋 模廠商關注的焦點，紛紛加入了解、測試，并積極應用推廣，金屬 3D 打印技術 勢必掀起鞋模行業(yè)的革命和創(chuàng)新。根據漢邦科技，若采用漢邦科技 HBD-350T 設 備打印 39 小時，綜合打印成本已經降至約 1500 元/公斤（自用設備情況下），并 可在 5~7 天完成整套模具交付，對比傳統(tǒng)加工方式效率得以明顯提升，可以實現 更加復雜、帶防偽紋路的鞋模，并且對于精密鑄造和 CNC 現場管理、節(jié)約人工 等具有優(yōu)勢。

合作案例： 2022 年 6 月，中科豐陽（福建）科技有限公司與鉑力特達成合作。中科豐陽作 為“鞋都”的海濱城市泉州（全國最大的鞋業(yè)生產、加工、貿易基地之一）的 科技型鞋模生產企業(yè)將通過鉑力特引入金屬 3D 打印技術和高端設備，將其與自 主研發(fā)技術結合，廣泛應用于各類專業(yè)運動鞋底模具的制造中。 2023 年 7 月 21 日，西安鉑力特增材技術股份有限公司與永京集團簽署戰(zhàn)略合 作協議。本次簽約展示出雙方對建立長久、穩(wěn)固、深入戰(zhàn)略合作的信心，雙方 將充分發(fā)揮各自的優(yōu)勢，在模具設計優(yōu)化、工藝迭代、材料研制和新應用開發(fā) 等領域精誠合作。根據華曙高科公告，2021 年華曙高科公司前五大直銷客戶中第五大客戶為東莞 市站勝模具有限公司，雙方達成深度合作。銷售的型號包括 FS273M、FS421M 和 FS721M。

三、競爭格局：頭部玩家初露鋒芒

全產業(yè)鏈布局與專業(yè)化布局并存。根據前文所述，從產業(yè)鏈角度來看，增材制造 行業(yè)的細分領域主要包括增材制造材料、增材制造設備及增材制造服務三部分。 當前，從產業(yè)鏈環(huán)節(jié)布局來看，國內目前主要存在兩類布局情況：1）全產業(yè)鏈 布局：以鉑力特為代表，業(yè)務自增材制造設備向上下游延伸至粉末材料及打印服 務，并不斷打通軟件、振鏡等核心構件的布局；2）專業(yè)化布局：華曙高科、有 研粉材、飛而康、中航邁特等企業(yè)為代表，專業(yè)從事某一環(huán)節(jié)，但存在向上下游 拓展的趨勢，如華曙高科、中航邁特等。

各環(huán)節(jié)主要參與者相對穩(wěn)定，頭部玩家初露鋒芒。從各產業(yè)鏈環(huán)節(jié)分別分析，國內增材制造行業(yè)處于應用拓展和快速增長的初期，屬于增量市場的競爭，各環(huán)節(jié) 雖然出現了一定的新晉參與者，但主要參與者仍保持相對穩(wěn)定，并且頭部玩家憑 借長期技術積累、吸取下游反饋迭代軟硬件等方式，已開始初露鋒芒。

1、原材料環(huán)節(jié)主要參與者情況

原材料端：各大參與者爭先擴產，布局增材制造粉末。當前，增材制造材料端主 要以鈦合金、高溫合金、模具鋼以及鋁合金等粉末材料為主。主要參與者包括鉑 力特、有研粉材、中航邁特、威拉里、西安賽隆以及眾遠新材料等公司。根據統(tǒng) 計，目前原材料端的主要參與者均具備產能擴產計劃，搶占增材制造粉末市場。 根據不完全統(tǒng)計，擴產計劃合計將擴充增材制造粉末（不區(qū)分粉末種類）產能達 到 1.8 萬噸以上。

2、設備環(huán)節(jié)主要參與者情況

增材制造設備端：頭部玩家初露鋒芒。目前國內增材制造設備環(huán)節(jié)主要參與者包 括鉑力特、華曙高科、易加三維、漢邦科技等公司。其中，鉑力特憑借其全產業(yè) 鏈布局，具備更強對產業(yè)鏈整體的掌控能力，能夠為客戶提供金屬增材制造與再 制造技術全套解決方案，并利用全產業(yè)鏈的解決方案帶來的更強的技術能力和成 本優(yōu)勢迅速擴大市場，成長為當前設備環(huán)節(jié)的龍頭。另外，華曙高科作為 SLS 和 SLM 設備的提供商，具備國際化戰(zhàn)略方向和布局，國內外設備銷售量快速增 長，成為我國工業(yè)級增材制造設備龍頭企業(yè)之一。

頭部玩家不斷推動增材制造進入新應用領域，并積極走向國際市場。根據前文所 述，增材制造設備處于產業(yè)鏈主導位置，具備承上啟下促進產業(yè)鏈整體提升以及 開拓應用領域及市場的功能。經過多年的技術積累和產業(yè)鏈布局，鉑力特、華曙 高科等頭部玩家初步展現核心競爭力，更大尺寸、更多激光的增材制造設備陸續(xù) 發(fā)布。根據 TCT 亞洲視角，超大尺寸、超多光束激光選區(qū)熔化設備能夠在批量 打印小截面積、小高度產品中發(fā)揮高集成度的性價比優(yōu)勢。頭部玩家憑借多激光、 大幅面等方式提高效率、降低成本，推動增材制造走向 3C 電子、鞋模、汽車制 造等新應用領域。另外，鉑力特、華曙高科、漢邦科技等公司均對國際市場進行 了一定布局，通過在國外設立子公司的方式開辟國際市場，與國際競爭對手同臺 競技。

3、增材制造服務環(huán)節(jié)主要參與者情況

增材制造服務：國內金屬 3D 打印機保有量超 3500 臺，鉑力特成為工業(yè)級增材 制造服務提供商龍頭。當前，國內提供增材制造服務的主要參與者包括鉑力特、 飛而康、鑫精合、鋼研極光、鋮聯科技（義齒打印云工廠）以及各軍工院所等。 根據南極熊 3D 打印網統(tǒng)計和估算，國內用于加工服務的金屬 3D 打印機保有量 超過 3500 臺，鉑力特以約 380 臺設備及近 1400 個激光頭數量成為面向航空航 天、3C 電子、鞋模等多領域金屬增材制造服務提供商龍頭。

四、產業(yè)鏈核心標的

1、鉑力特——增材制造全產業(yè)鏈覆蓋龍頭

鉑力特是一家專注于工業(yè)級金屬增材制造的高新技術企業(yè)，為客戶提供金屬增材 制造與再制造技術全套解決方案，業(yè)務涵蓋金屬增材制造設備的研發(fā)及生產、金 屬增材制造定制化產品服務、金屬增材制造原材料的研發(fā)及生產、金屬增材制造 結構優(yōu)化設計開發(fā)及工藝技術服務，構建了較為完整的金屬增材制造產業(yè)生態(tài)鏈， 整體實力在國內外金屬增材制造領域處于領先地位。 2016-2023 年公司營收自 1.66 億增至 12.32 億，復合增長率為 33.2%；歸母凈 利潤自 3132.7 萬增至 14159.4 萬，復合增長率為 24.05%。2023 年，公司營收 12.32 億（同比+34.24%），歸母凈利潤 14,159.4 萬（同比+78.11%），2024Q1 公司營收 2.06億（同比+54.72%），實現歸母凈利潤 134.35 萬（同比+104.72%）。 公司于 2020 年 10 月推出限制性股票激勵計劃，剔除股份支付影響，公司歸母 凈利潤逐年穩(wěn)步提升，2021-2023 年，公司剔除股份支付影響的歸母凈利潤自 1.20 億增至 2.20 億元，復合增長率為 35.4%。

全產業(yè)鏈布局賦予鉑力特強大優(yōu)勢，推動行業(yè)走向成熟，定增擴產打開產能瓶頸。 鉑力特作為國內全產業(yè)鏈布局的龍頭，其業(yè)務自增材制造設備向上下游延伸至粉 末材料及打印服務，并不斷打通軟件、振鏡等核心軟硬件的布局。全產業(yè)鏈布局 給予了鉑力特及時、快速、高效響應下游需求，開拓新的應用領域并提供完整解 決方案等優(yōu)勢，能夠作為“主推者”加速行業(yè)成熟和下游開拓，并以優(yōu)異的解決 方案強化客戶粘性，在產業(yè)成熟的過程中全環(huán)節(jié)受益。2023 年 12 月 27 日，公 司發(fā)布《2022 年度向特定對象發(fā)行 A 股股票上市公告書》，公司向特定對象 3204.81 萬股募集資金總額 30.29 億元，用于金屬增材制造大規(guī)模智能生產基地 項目及補充流動資金項目。針對公司金屬增材制造產業(yè)化發(fā)展需求，擬投資 250,936.41 萬元，在公司擬購置土地上，建設高品質金屬 3D 打印原材料粉末生 產線、高效和高精度金屬 3D 打印定制化產品生產線，建造生產車間、廠房，總 建筑面積約 16.32 萬平方米。項目配套金屬 3D 打印粉末自動生產線、產品檢驗 檢測設備、大尺寸/超大尺寸 3D 打印設備和后處理設備等合計 505 臺/套。此次 定增擴產將大幅提升公司金屬增材定制化產品和原材料粉末的產能，滿足航空航 天、醫(yī)療及汽車等應用領域對增材制造快速增長的需求，并同時滿足公司和行業(yè) 對金屬增材制造粉末的需求。

2、華曙高科——SLS+SLM 雙布局，堅持走國際化戰(zhàn)略

公司 SLS+SLM 公司專注于工業(yè)級增材制造設備的研發(fā)、生產與銷售，致力于為全球客戶提供金屬（SLM）增材制造設備和高分子（SLS）增材制造設備，并提 供 3D 打印材料、工藝及服務。公司核心產品為具有自主知識產權和應用核心技 術的金屬 3D 打印設備和高分子 3D 打印設備，同時向客戶提供自主研制的 3D 打印高分子粉末材料。公司擁有產品和服務所對應的完整知識產權體系，自主開 發(fā)了增材制造設備數據處理系統(tǒng)和控制系統(tǒng)的全套軟件源代碼，是國內唯一一家 加載全部自主開發(fā)增材制造工業(yè)軟件、控制系統(tǒng)，并實現 SLM 設備和 SLS 設備 產業(yè)化量產銷售的企業(yè)。 2019-2023 年公司營收自 1.55 億增至 6.06 億，復合增長率為 40.62%；歸母凈 利潤自 1795.05 萬增至 1.31 億，復合增長率為 64.41%。2023 年，公司營收 6.06 億（同比+32.74%），歸母凈利潤 1.31 億（同比+32.26%），2024Q1 公司營收 1.24 億，同比增長 23.49%；實現歸母凈利潤 0.26 億元，同比增長 28.44%。

出海先鋒，堅持走國際化戰(zhàn)略。公司分別于 2017、2018 年成立美國華曙和歐洲 華曙子公司，并且在亞太地區(qū)發(fā)展本地代理或經銷商，早早實現國際化布局，并 在重要戰(zhàn)略區(qū)域配備了經驗豐富的售后工程師，打造“本地化、專業(yè)化”全球售 后服務網絡，以最快速度響應客戶需求。2023 年中報，美國華曙和歐洲華曙分 別實現 2264.72 萬元和 3128.09 萬元收入，歐洲華曙凈利潤實現 576.32 萬元。 2023 年 11 月 7-10 日，公司在德國法蘭克福 Formnext 展會上，現場展示雙激光 Flight SS403P-2 光纖激光設備與 FS621M 金屬增材制造設備，這兩款設備均已 被歐洲用戶訂購。此次是 Formnext 展會歷年來首次在現場展出的最大尺寸粉床 技術金屬增材制造設備，也是華曙高科實施國際化戰(zhàn)略、布局海外市場的重要舉措。根據 3D 打印技術參考，弗勞恩霍夫材料與光束技術研究所（Fraunhofer IWS） 近期將安裝一臺“獨特的”工業(yè)級大尺寸金屬 3D 打印設備。該設備來自華曙高 科，是一款基于粉末床技術的金屬激光熔融設備，可以打印鋁合金、鈦合金、鎳 基高溫合金、不銹鋼、銅合金以及其它金屬粉末材料，生產復雜結構實體部件。 Fraunhofer IWS 研究所所長 Christoph Leyens 教授強調：“此次引進大尺寸增材 制造技術，將為 SpreeTec neXt 項目和薩蒂亞地區(qū)的工業(yè)轉型注入強大的驅動力， Fraunhofer IWS 將助力德國東部地區(qū)中小企業(yè)開發(fā)出具有獨特優(yōu)勢、高附加值 的工業(yè)產品。

3、有研粉材——布局 3D 打印粉末材料，有望帶來高速增長

有研粉材自設立以來一直專注于先進有色金屬粉體材料的設計、研發(fā)、生產和銷 售，主要產品包括銅基金屬粉體材料、微電子錫基焊粉材料和 3D 打印粉體材料 等，是國內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企業(yè)之一。 2019-2023 年公司營收自 17.12 億增至 26.81 億，復合增長率為 11.87%；歸母 凈利潤自 6019.23 萬降至 5511.93 萬，復合增長率為-2.18%。2023 年，公司營 收 26.81 億（-3.58%），歸母凈利潤 5511.93 萬（-0.59%），2024Q1 公司營收 6.61 億，同比上升 8.76%；實現歸母凈利潤 977.89 萬（同比-8.44%）。 公司新設立有研增材子公司，規(guī)劃 500 噸/年增材項目。2021 年 12 月，公司與 全資子公司北京康普錫威、鋼研投資共同設立新公司有研增材技術有限公司，公 司合計持股比例 80%（含康普錫威 20%），鋼研投資占比 20%。設計產能 2500/ 年，其中增材 500 噸/年。有研粉材將圍繞航空航天、汽車、國防軍工、醫(yī)療健 康、模具設計等下游應用領域，重點開發(fā)、生產增材制造金屬粉體材料，以及軟 磁粉末、注射成型（MIM）粉末、真空釬焊粉末等高溫特種粉體材料產品，設計 產能共計 2,500 噸/年。其中增材制造金屬粉體材料設計產能 500 噸/年，高溫粉 末材料設計產能 2,000 噸/年。2019-2023 年公司綜合毛利率自 11.20%降至 8.31%。 銅基金屬粉體材料和微電子錫基焊粉材料已成為公司兩大核心主業(yè)，2023 年主 營業(yè)務收入占比合計 99.6%。其中，2019-2023 年銅基金屬粉體材料營收占比自 72.0%降低至 55%，仍為公司第一大業(yè)務；微電子錫基焊粉材料營收占比自 18.4%提升至 30%；3D 打印粉體材料營收占比由 0.1%提至 1.14%。

4、超卓航科——布局冷噴涂增材再制造技術，瞄準航空航 天維修后市場

超卓航科自設立以來，公司專注于航空機載設備維修，主要從事軍用及民用航空 器氣動附件、液壓附件、燃油附件和電氣附件的維修業(yè)務。公司經過多年研發(fā)創(chuàng) 新，通過產線定制化設計、原材料供應鏈與原材料質量檢測體系的構建、金屬粉 末的配制和改性、冷噴涂工藝參數的研發(fā)以及基體材質的適配性研究，實現了多 種金屬材料的高強度沉積，建立了公司冷噴涂增材制造技術體系，并將該技術成 功應用于機體結構再制造領域。公司是國內少數掌握冷噴涂增材制造技術并產業(yè) 化運用在航空器維修再制造領域的企業(yè)之一。 2019-2023 年公司營收自 0.51 億增至 2.70 億，復合增長率為 51.69%；歸母凈 利潤自1071.28 萬降至-3500.16 萬。2023 年，公司營收 2.70 億（同比+93.38%）， 歸母凈利潤-3500.16 萬（同比-159.64%）。2024Q1 公司營收 0.86 億（同比 +42.90%），實現歸母凈利潤 0.17 億（同比-19.82%）。 公司自成立以來，深耕航空機載設備維修十余載。通過多年技術積淀與工藝創(chuàng)新， 公司服務的產品種類不斷豐富，業(yè)務結構不斷完善。2015 年以來，公司以冷噴 涂增材制造技術作為核心攻克目標，逐漸切入機體結構再制造、零部件生產制造 業(yè)務。