行业周报：苹果新品发布在即，钛合金、3D打印或引领行业新趋势

苹果秋季发布会召开在即，钛合金、3D打印或引领行业新趋势 苹果官网发布消息称2023年秋季发布会将于北京时间9月13日凌晨1点举行，预计此次发布将推出新一代iPhone 15系列、Apple Watch Series 9以及Apple Watch Ultra 2等新品，此次发布的iPhone15高端系列也有望采用钛合金中框工艺。根据中国经济新闻网，苹果正在测试利用3D打印技术生产部分Apple Watch Series的钢质底盘，即将发布的新一代Apple Watch Ultra的部分钛合金机械部件也有望通过3D打印实现，钛合金与3D打印将在消费电子领域获得广泛应用，有望带动相关产业发展。 钛合金应用逐步增加，将带动抛磨、3D打印设备需求 尽管钛合金具有轻质、耐腐蚀等特点，但由于强度高、导热系数低和化学活性高等特点，其机械加工难度大、良率低，目前钛合金制品加工大部分采用切削磨削加工技术，以手机中框为例，根据艾邦高分子数据，钛合金手机中框整体良率约为30%-40%，远低于铝合金中框的80%，因此设备选择上也有相应需求，将带来可观的抛磨设备需求。近年来，随着成本及技术提升，3D打印在钛合金加工上的应用也逐步增多，可提高良率、量产降本，随着钛合金在消费电子领域应用逐步提升，3D打印产业链也有望迎来发展机遇。 3D打印逐步成熟，有望在消费电子、工业等领域加速应用 3D打印具备生产周期短、可加工复杂形状、减废料、降库存等特点，除在消费电子领域外，也在航空航天、医疗、工业等领域获得广泛应用。其中在工业液压系统领域，3D打印液压产品具备重量减轻、提高流动效率、泄露风险小、可快速迭代等特点，未来具备广阔发展前景。下游行业需求提升下，3D打印市场空间也保持快速增长。华经产业研究院数据显示，2021-2024年，中国3D打印市场规模有望从262亿元提升至500亿元，年均复合增速为24%，3D打印相关设备、材料、系统厂商有望持续受益。 受益标的 综合以上分析，建议重点关注3D打印、钛合金相关厂商。3D打印受益标的：铂力特（国内3D打印龙头企业，深度绑定航空航天等下游）；华曙高科（工业级3D打印龙头企业，设备+软件+材料齐发力）；金橙子（深度布局3D打印控制系统，持续受益于产业发展）；邵阳液压（结合3D打印技术，围绕液压系统卡脖子元器件，进行系统性布局）；英诺激光（固体激光器领军企业，可为3D打印集成商提供激光器产品）；有研粉材（金属粉体材料龙头，3D打印材料打开成长空间）。钛合金受益标的：宇环数控（国内稀缺的高端数控机床研发制造企业，未来有望受益于苹果钛合金新工艺）；鼎泰高科（PCB微型刀具全球领导者，高端数控刀具一体化打开成长空间）。 风险提示：钛合金技术发展不及预期、金属3D打印发展不及预期。 1、苹果秋季发布会召开在即，钛合金、3D打印或引领行业新 趋势 苹果秋季发布会召开在即。8月30日凌晨，苹果官网发布消息称苹果2023年秋季发布会将于北京时间9月13日凌晨1点举行，预计此次发布将推出新一代iPhone 15系列、Apple Watch Series 9以及Apple Watch Ultra 2等新品。此外，第二场苹果秋季发布会将于10月召开，专注于展示iPad Pro、搭载M3芯片的设备以及新款MacBook Pro系列等。 图1：2023苹果发布会将于9月13日举行 图2：预计iPhone15、ApplewatchSeries9等新品将发布 苹果iPhone15 Pro系列有望采用钛合金金属中框。2022年9月，苹果在秋季发布会上发布Apple Watch Ultra产品，采用了钛合金材质，考虑到苹果iPhone15高端系列Ultra命名与Apple Watch钛合金系列相同，我们预计苹果钛合金新工艺有望应用于新一代手机中框，而钛合金相较铝合金，加工难度大，3D打印相较传统机加工有明显优势。 图3：苹果Apple Watch已配备钛合金外壳 苹果有望引入钛合金3D打印，推动产业升级。根据中国经济新闻网，苹果正在测试利用3D打印技术生产部分AppleWatchSeries的钢质底盘，预计2023年下半年发布的AppleWatchUltra的部分钛合金机械部件也有望通过3D打印实现。相较于传统工艺，3D打印使用更少的金属材料，且将减少制造新设备所需时间，随着消费领域钛合金渗透率的提升，3D打印也有望迎来发展机遇。 2、钛合金应用逐步增加，将带动抛磨、3D打印设备需求 2.1、钛合金新工艺在消费电子领域获得广泛应用 苹果具备钛合金专利储备，或将逐步加快钛合金产品的应用，引领行业发展。 钛合金具有密度低、耐腐蚀、强度高的特点，可有效控制手机的厚度与重量，带来使用的轻便感，并具有耐用性和抗划伤能力。目前，苹果已经在AppleCard信用卡、AppleWatchUltra、Apple Vision Pro上使用。而根据苹果2022年5月获得的一项新专显示，其专利插图包含手表、手机、平板及笔记本电脑等元素，苹果或将钛合金工艺推广到iPhone、iPad、MacBook等消费电子产品。 钛合金工件加工难度大于铝合金，TC4钛合金为中框可选材料之一。钛合金材料比强度高、耐热耐蚀性能好，是一种轻质耐高温结构材料，在航空、航天、航海、化工、武器装备等工程应用领域具有广泛应用。根据CN110883088A《钛合金手机边框的加工工艺》等专利信息，TC4钛合金为中框可选材料之一。 表1：钛合金中框相较铝合金加工难度大、良率低 钛合金材料磨削力大，磨削温度高，工件材料粘附以及砂轮粘附严重，且在高温下具有很高的化学活性，导致钛合金磨削加工质量难以控制。TC4钛合金材料可由磁力研磨等方式磨削，常见磨料包括 Al2O3 、金刚石、CBN（中立方氮化硼）等。 图4：TC4钛合金材料可由磁力研磨等方式磨削 图5：钛合金材料常见磨料包括CBN等 同一抛磨阶段下，TC4钛合金所需时间约为铝合金的3-4倍。MAF磁力研磨下，TC4钛合金表面粗糙度由Ra2.5μm降至Ra0.75μm需 6m in。参考铝合金表面粗糙度由Ra3.2μm降至Ra1.6μm所需时间为79s，以ΔRa/min粗略估算，同一抛磨阶段（抛磨步骤）下钛合金所需时间约为铝合金的4倍。 图6：磁力研磨下T4钛合金表面粗糙度由Ra2.5μm降至Ra0.75μm约需6分钟 钛合金加工难度大、良率低。以手机中框为例，根据艾邦高分子数据，钛合金手机中框整体良率约为30%-40%，远低于铝合金中框的80%。因此在设备的选择上有相应要求。 在加工钛合金中切削力大、切削温度高，易导致刀具易磨损，寿命减少，所以要选用硬性好、耐磨性高的刀具材料。常用的钛合金加工刀具为高速钢刀具、硬质合金刀具、涂层刀具、立方氮化硼(CBN)刀具以及聚晶金刚石(PCD)刀具。 车刀：在粗加工时，需要车刀刚性好，要求刀具前角、后角要小些。在精加工时，为得到良好的表面完整性和尺寸精度，要求刀具要锋利，所以需要前角、后角、螺旋角偏大或刀齿较密，并要求刀刃不带有倒棱或负倒棱最小。 钻头：为了保证良好的排屑和冷却，采用较大的螺旋角为25°-30°，钻头螺旋槽要求抛光处理，钻芯厚度为钻头直径的1/4。 加工钛合金的数控机床的要求：高功率高转矩主轴、机床坐标轴驱动具有足够高的驱动力、机床主轴刀具接口装置具有足够大的拉紧力和能传递大扭矩的能力、使用较低的切削速度，即较低的主轴转速（可低于100r/min）。 2.2、消费电子行业逐步引入3D打印技术，可解决钛合金加工问题 3D打印具备生产周期短、可加工复杂形状等特点。3D打印是以数字模型文件为基础，将可粘合材料逐层叠加以构建现实三维物体的技术，对比传统制造技术对比，3D打印具有去模具、减废料和降库存等优点。 3D打印可广泛应用于钛金属等设备，可提高良率、量产降本。钛及钛合金以其优异的性能，广受军工、医疗、消费电子等行业青睐，但其高昂的生产成本是限制其广泛应用的主要原因，而3D打印技术运用粉末状金属、陶瓷或高分子材料等可粘合材料，通过逐层打印并叠加不同形状的连续层，构造三维物体，能够解决钛合金技术量产痛点和钛合金材料成型的问题，可以简化熔铸等生产过程、实现一体化成型、提高钛合金加工良率，未来形成规模化效应后有望进一步降低成本。 表2：3D打印技术对比传统精密加工技术，具备生产周期短、可加工复杂形状等特点 钛合金3D打印常用的技术类型包括激光选区融化（SLM）和电子束融丝沉积（EBDM）。 （1）激光选区融化（SLM）：采用精细聚焦光斑快速融化预置金属粉末，直接获得任意形状的零件，根据待加工钛基合金特性，优化和调整加工参数，采用SLM打印钛金属时冷却速率高，抗拉性较强，但延展性稍弱。 （2）电子束融丝沉积（EBDM）：使用聚集的高能高速电子束来轰击金属粉末从而使其融化成型，但与SLM相比，电子束的高工艺温度导致冷却速度变慢，微观结构略粗糙。 表3：钛合金3D打印常用技术类型为SLM和EBDM 3、3D打印逐步成熟，有望在消费电子、工业等领域加速应用 3.1、3D打印下游应用广阔，产业发展逐步成熟 3D打印产业链：上游包括原材料、设备硬件、设备软件；中游包括打印设备、打印服务；下游包括航空航天、医疗、工业机械等应用领域。 图7：3D打印下游包括航空航天、医疗、消费电子、工业机械等 分下游领域看，航空航天、医疗、汽车为主要应用领域，占比分别17%、16%、15%，合计占比达47%。 图8：3D打印广泛应用于航空航天、医疗、汽车等领域 航空航天：解决大尺寸件、异形件等工件打印痛点。3D打印可协助航空航天产业客户有效解决大尺寸件、超薄壁件、复杂内流道结构、异形结构等工件打印痛点，为我国航空航天事业提供有力的技术支持。 表4：3D打印可广泛应用于航空航天大尺寸件、异形件等工件打印 消费电子：3D打印有望在消费电子领域逐步实现大规模应用。2023年7月12日，荣耀发布折叠屏手机Magic V2，在铰链轴盖部分采用了3D打印的钛合金材质。 苹果在2023年秋季发布会发布新品也有望采用3D打印技术，科技龙头引领下，3D打印技术有望在消费电子领域逐步实现大规模应用。 图9：荣耀Magic V2已采用3D打印制造钛合金卷轴 工业机械：3D打印在液压等领域逐步实现应用。液压系统作为动力传动、控制方式，在工业领域具有广泛应用。采用金属3D打印技术来制造液压阀块，可在产品设计时无需考虑交叉钻孔的设计，同时复杂流道壁厚在满足机械设计性能的前提下，其均匀性远远超过传统铸造效率。 图10：3D打印在液压系统领域具有显著的优势 图11：意大利Aidro采用3D技术打印液压阀块 图12：空客装载首个3D打印液压件的A380试飞成功 3.2、3D打印市场空间广阔，有望保持高速增长 中国3D打印市场规模CAGR为24%，保持高速增长。华经产业研究院数据显示，2021年-2025年，全球3D打印市场规模有望达到从152亿美元提升至298亿美元，年均复合增速为18%；2021-2024年，中国3D打印市场规模有望从262亿元提升至500亿元，年均复合增速为24%，中国3D打印市场增速略高于全球均值。 图13：2025年全球3D打印市场规模有望达298亿美元 图14：2024年中国3D打印市场规模有望达500亿元 分产品来看，全球3D打印服务市场规模占比远超其他部分，3D打印设备与服务合计市场规模达到63%。 图15：全球3D打印服务市场规模占比远超其他部分 海外公司占据领先地位，国产替代逐步推进。国际市场上，EOS、SLM Solutions和3D Systems等公司起步较早，占据领先地位，随着GE、HP等公司的快速发展，逐步取得较高市场份额，全球3D打印头部企业主要集中在美国。我国3D打印行业仍处于成长期，国内市场上以国产品牌之间的竞争为主，尚未形成明显的龙头引领，市场集中度有待提高。 表5：国外企业起步较早，国内企业处