中航证券邓轲：增材制造行业快速发展 或成3C制造新趋势

　　嘉宾介绍：邓轲，中航证券新材料行业首席分析师，曾就职于工信部、中泰证券，连续多年新财富、水晶球评选获奖团队核心成员，擅长新材料研究和宏观周期研究。2021年加入中航证券；刘牧野，约翰霍普金斯大学机械系硕士，2022年1月加入中航证券，拥有高端制造、硬科技领域的投研经验，从事科技、电子行业研究。

　　作为一项颠覆性技术，增材制造目前发展到哪一阶段了？其下游应用有哪些？民用领域有多大的市场空间？产业链有哪些投资机会值得关注？对此，中航证券邓轲跟大家分享精彩观点。

　　邓轲表示，增材制造又称为3D打印，优点层面最显著的是其适合制造复杂零部件，因为它不受零部件形状和内部复杂度的干扰，因此比较适用于制造结构比较复杂，传统工艺难以实现的零部件。

　　其指出，增材制造的下游应用主要在航空航天、医疗、汽车、消费电子等领域。以前3D打印的产品规模最多只有万件，比如航空航天领域，但是现在转向消费电子领域了，需求可能会在年产上百万甚至上千万件。

　　以下为文字精华：

　　1.中航证券邓轲：增材制造工艺具备这几大优势

　　提问：首先介绍一下增材制造工艺？

　　邓轲：近期一款折叠屏手机的铰链部分首次采用钛合金的3D打印的工艺，这代表着增材制造在消费电子这一民用领域取得了里程碑式的进步

　　我们团队刚刚发布了一篇最新的行业专题报告，叫做打开批量生产的新阶段，着重探讨了增材制造工艺实现生产规模和应用领域的跨越，需要面临哪些难点以及如何解决，与当前的行业发展新变化比较贴合

　　增材制造又称为3D打印，简单来说，我们把三维模型进行切片处理，然后在二维的轮廓上，进行逐层的堆叠材料，最后形成实物，可以制造出形状比较复杂，内部充满空腔的传统工艺难以制造的复杂零部件。

　　由于增材制造的加工过程，是从二维到三维的堆叠，因此也呈现出比较鲜明的优缺点。

　　优点层面主要包含以下几个方面，第一个最显著的特征是其比较适合制造复杂零部件，因为它不受零部件形状和内部复杂度的干扰，因此比较适用于制造结构比较复杂，传统工艺难以实现的零部件。

　　第二个优点是容易实现一体化和轻量化的设计。在保证零部件性能的前提下，通过拓扑优化和结构设计等因素将复杂的结构来进行简单化设计，从而达到减重的效果。同时特殊的加工方式也是比较大的，节约了一些铆接，焊接的部件，从而提升了零部件的性能和可靠性。

　　第三个优点是它可以极大的缩短研发周期。因为增材制造技术，相比于传统工艺，不需要像模具夹具等传统辅助工具，可加快产品研发进度，节约模具费用，提高迭代速度。

　　第四个优点是材料利用率较高，传统的铸造锻造工艺，在加工过程中，原材损耗非常大的，但是增材制造根据二维的轮廓来添加材料，按需生产，同时加工的余料还可以进行二次的回收利用，因此材料利用率更高。

　　最后一个优点是可提高产业链供应链的柔性。增材制造省去了大型产线建设，按需生产缩短产业链，减少库存的风险，尤其是在当下全球地缘环境比较复杂，供应链安全受到挑战，以及下游需求不具备不确定性的背景之下，新工艺具备很强的现实意义。

　　说完这些优点之外，我们也得承认它存在一些缺点。比如增材制造技术，在加工材料层面比较受限，目前整个材料类别以粉材石材为主，同时加工精度，包括表面粗糙度以及加工效率，与传统的精密加工还有一定差距。

　　虽然说目前在小批量的情况下，增材制造技术可以赶上目前的铸造水平，部分的零部件通过后端热处理后可以赶上锻造水平。目前主要的对标和竞争技术还是小批量的精密铸造，因此适用范围有限。

　　2.中航证券邓轲：增材制造产业链下游应用广泛

　　提问：增材制造行业在材料和工艺上的发展，进行到哪一步了？

　　邓轲：早期3D打印成本比较高，但是它具有无模具的优势，早期更多用在偏定制化，还有修复零件的小规模需求层面，几十件到上百件的级别。所以这个领域的需求，呈现出比较低频少量的特点，市场空间小，技术成熟度也低。

　　但是随着技术发展，3D打印技术数呈现出高复杂度，轻量化的特点。下游终端领域的设计环节人员，认知度也在逐步提升，增材制造成为了提高某些武器装备的重要选项，尤其是在航空航天领域，在导弹，无人机等耗材属性比较强的细分领域，增材制造技术得到长足发展。

　　增材制造从发展历程和现状看，产品规模从最开始的修复性和定制化需求，逐步发展为上千件上万件的小规模需求，直至目前在消费电子领域出现了比较大的突破，产品规模是有望实现百万级甚至千万级的突破。

　　提问：产业链的分布情况能不能再给大家介绍。

　　邓轲：增材制造产业链目前分为上中下游三个环节，上游主要包括原材料以及核心的硬件软件，原材料包括金属类别和非金属类别，其中金属类别的目前差不多40%是钛合金材料，硬件方面主要是包含激光头等。

　　中游主要分为3D打印设备和服务。下游主要是在航空航天、医疗、汽车、消费电子等领域。经过这么多年的发展，产业链分化出了多种增材制造的企业类型，这些企业之间业务有所交错，形成独特的业界生态。

　　其中主要分为三类企业，第一类我们常说的就是传统的增材制造的企业。伴随着今年国内航空航天产业快速发展，军品订单释放，这些企业也得到快速的发展，积极向上下游进行延伸。很多头部的企业已经是形成了从原材料到设备到下游终端打印服务的全产业链分布。

　　第二类有一些传统业务的企业在向这个领域进行渗透，这些企业本来是做传统业务的，但是凭借着自身的技术以及客户渠道等优势，也在这一新兴行业中占据一席之地。

　　第三类是下游终端的用户，典型的是主机厂的科研单位，其也会采购增材制造业设备，用于科研生产任务通过购买一些3D打印设备建立自己的3D打印加工中心。

　　3.中航证券邓轲：增材制造打开民用天花板

　　提问：大批量生产还有哪些难点需要解决？市场的痛点在哪？

　　邓轲：以前3D打印的产品规模最多只有万件，比如航空航天领域，但是现在转向消费电子领域了，需求可能会在年产上百万甚至上千万件。

　　要实现这种大规模的生产，需要满足三个重要因素：低成本、高效率、一致性。低成本方面，相比于传统工艺，增材制造的设计加工和后端热处理，以及最终检测，总体成本一定要持平或低于传统工艺。高效率方面，指3D打印必须要具备大规模生产所需要的产能，因此对于设备集群化生产提出比较高的要求。最后一点是一致性，指打印大批量零部件，最终成型误差要比较小，这对设备的打印精度和稳定性提出了较高要求。

　　因此要实现我们刚才上述所说的三个因素，就需要在设备工艺以及材料层面去进行一些相应的改进。

　　在降低成本层面，我们可以通过降低原材料粉末的价格，通过大规模生产，提高出粉率的方式降低原材料成本。设备价格方面，虽然国内很多头部3D打印企业，可以研发以及组装3D打印设备，但是其中有些核心硬件，比如激光头、振镜等，国产替代化率仍低。随着国产化替代的进程加速，设备层面成本有望进一步降低。另外比如提高打印的效率，产能利用率以及良品率等，也能有降本效果。

　　提高效率层面，我们可以通过流水线作业，包括增加光源数量以及提高打印层厚以提升效率。一致性层面，这就要求在粉末到设备到打印服务的标准体系，需要建立一套非常标准化的体系。

　　提问：3D打印有可能成为3C制造的新趋势吗？

　　刘牧野：如果一旦生产效率上来，我们认为它会成为一个非常大的趋势。

　　从3C制造的历史看，回顾09年，苹果的iPhone和Mac采用了全新的金属框架，然后金属零部件全部都是定制化零部件，所以传统的一些通用化的CNC耳机床没有办法满足苹果当时的需求。

　　从2009年开始，苹果开始向全球下单，去采购定制化的CNC设备。举一个非常劲爆的数据，比如说第一年 CNC的机床订单可能只有1万台，第二年10万台，第三年马上到50万台，增长速度非常快，映射到今天的3D打印在消费电子的应用，一旦苹果、荣耀、三星这些消费电子大厂决定某某零部件需要使用3D打印生产，我们认为可能会重演一波09年苹果带领的一波全球浪潮。

　　再往其他的应用领域看，汽车行业也在往电子化轻量化发展，也出现了一些3D打印的应用，主要原因在于3D打印可以提供制造一些比较复杂的结构，能够使用轻便的纤维材料去给汽车减重。

　　比如特斯拉，大众，宝马，都已经慢慢尝试用3D打印去替代他们的一些关键零部件，我们认为趋势可能存在，但是还需要等待一些材料端，技术端的突破。

　　提问：未来增材制造可能在哪些下游领域进一步打开市场空间？

　　邓轲：目前3D打印的生产规模在千吨万吨级别，尤其是在航空航天领域已经走过从0-1的过程，正大步迈向从1到n的快速增长期。在民用领域，我们仍需要一点耐心，因为民用对于成本和大规模生产的要求比较高。

　　所以目前增材制造技术在民用细分领域，应用还没有形成一定的规模。但是随着后续成本效率和一致性等问题的解决，其下游应用领域一定会不断拓展。

　　不过随着在民用市场批量应用的出现，行业天花板将进一步打开，包括3C领域，汽车领域的散热器零部件，医疗领域的齿科环节，模具行业等，3D打印工艺已经大规模普及，未来也有望进一步来大规模使用。民用行业天花板进一步打开之后，也会带动相关公司的业绩实现跨越式成长。当然大规模批量生产还需要一定的耐心，但是目前3D打印技术的应用突破也远超于此前对于产业的预期，后续可以对这一赛道保持密切关注。