3D打印设备专题报告（一）：3D打印市场规模化发展，国内企业逐步搭建自主供应链体系

通用设备板块近一年市场表现 投资要点： 3D打印助力制造业降本增效，中国设备制造商后来居上。3D打印为传统制造业提供了降本增效的可替代方案，其通常适合复杂结构的小批量生产，制造效率高。降低制造成本是目前3D打印技术实现规模化应用的关键要素。目前全球3D打印行业处在成长中期，行业发展潜力大。预计2025年全球3D打印市场规模将达298亿美元；预计2024年中国市场规模将达415亿元，下游应用以工业级高端制造为主，细分领域拓展前景广阔。全球3D 打印市场由欧美等发达地区的巨头主导，行业竞争格局较为集中，中国在设 请务必阅读最后一页股票评级说明和免责声明1 行业研究/行业专题报告 2024年6月18日 3D打印市场规模化发展，国内企业逐步搭建自主供应链体系 领先大市-A(首次) 3D打印设备专题报告（一） 通用设备 资料来源：最闻 首选股票评级 688291.SH金橙子增持-A 分析师：叶中正 执业登记编码：S0760522010001电话： 邮箱：yezhongzheng@sxzq.com谷茜 执业登记编码：S0760518060001电话：0351-8686775 邮箱：guqian@sxzq.com 备制造环节后来居上，中国3D打印设备制造商数量反超德国排名全球第二。 全球3D打印行业仍以硬件制造为主，核心零部件国产替代潜力大。3D打印行业的竞争主要集中在设备制造企业之间，技术路线上SLM和SLS工艺稳定性和成熟度较高，在工业终端应用中优势凸显。原材料方面，全球3D打印材料目前以非金属材料为主，随着成本下降，我国金属材料应用规模将持续扩大。核心零件方面，激光器和振镜等核心零件在整机设备平均成本中占比约25%-30%。相比进口零部件，国产激光器和振镜成本较低，但长期稳定性存在差距。其中，光纤激光器国产替代价格优势显著，高端振镜控制系统市场国产化率低。软件方面，3D打印设备商工业软件的自主可控有助于提升自身竞争力。 国内企业全产业链布局，逐步建立自主可控的供应链体系。3D打印设备是产业链的核心主体，工业级3D打印市场需求和发展潜力巨大。其中，工业级高分子3D打印占据七成市场，Stratasys持续引领整体高分子3D打印领域，HP/Formlabs/Carbon是各自技术领域的代表。金属3D打印设备以粉末床熔融技术为主，粘结剂喷射技术增长潜力大、新进入者力推技术工业化，行业领导者包括EOS、SLMSolutions、3Dsystems等。政策利好、资本加持推动国内3D打印产业发展，逐步建立自主可控的供应链体系。国内3D打印市场以国产品牌间的竞争为主，综合实力雄厚的铂力特、华曙高科、联泰科技等领军行业。 投资建议：3D打印行业长坡厚雪，国产替代风靡云蒸。从全球3D打印行业规模来看，美国企业集中、处于主导地位；中国市场正处于产业快速扩大规模，新材料、核心元器件、专用软件核心关键技术迸发的高速向上发展期，未来将持续扩大批量化生产规模，深化在工业领域的应用，提升供应链韧性和安全水平。建议关注国内激光器市占率领先的锐科激光，国内振镜控制系统市场领先的金橙子，以及国内工业级3D打印设备龙头之一的华曙高科，国内最大金属3D打印产业化基地铂力特。 风险提示：新兴行业或领域产业化应用风险，市场竞争风险，技术路线替代的风险，增材制造装备关键核心器件依赖进口的风险，海外市场环境变化的风险。 目录 1.3D打印助力制造业降本增效，全球市场由欧美主导、中国设备制造商后来居上6 1.1增材制造为制造业提供降本增效的可替代方案6 1.1.1增材制造与传统加工方式（CNC加工、注塑成型）各有优势7 1.1.23D打印的应用实例：航空航天、消费品领域10 1.2全球3D打印行业处于成长中期，行业发展潜力大11 1.3未来全球3D打印市场规模将超千亿美元，中国市场下游细分领域拓展前景广阔13 1.4全球3D打印市场长期由欧美主导，中国在设备制造环节后来居上14 2.全球3D打印行业仍以硬件制造为主，国内企业逐步建立自主可控的供应链体系16 2.1行业竞争主要集中在设备制造商之间，工业级应用市场潜力大16 2.2原材料：全球3D打印以非金属材料为主，我国金属材料应用规模将持续扩大17 2.3核心零件：激光器和振镜市场集中度高，核心零件国产替代风靡云蒸20 2.3.1锐科激光（300747.SZ）:国内激光器市占率领先24 2.3.2金橙子（688291.SH）：国内振镜控制系统市场领先25 2.4应用软件：设备工业软件自主可控，提升国内3D打印产业竞争力27 2.5设备及服务：3D打印行业主要由硬件制造驱动，国内企业多为全产业链布局28 2.5.13D打印工艺：粉末床熔融是工业应用的主流技术28 2.5.2工业级高分子设备占据七成市场，金属设备出货量快速增长、BJT潜力大29 2.5.33D打印行业主要由硬件制造驱动，打印服务提供收入增量31 2.5.4国内3D打印企业多为全产业链布局，逐步建立自主可控的稳定供应链33 2.5.5华曙高科（688433.SH）：国内工业级3D打印设备龙头之一35 2.5.6铂力特（688333.SH）：国内最大的金属3D打印产业化基地37 3.投资建议：3D打印行业长坡厚雪，国产替代风靡云蒸38 4.风险提示39 图表目录 图1：增材制造通过沉积和融合2D材料层来构建3D物体6 图2：结构复杂性和生产数量共同决定制造工艺的选择8 图3：注塑成型Nylon6/Natural/ABS等和3D打印Nylon（PA12）的模具价格比较10 图4：LEAP发动机燃油喷嘴的应用11 图5：Serioplas的PET预生产样品瓶和模具11 图6：全球3D打印市场发展生命周期12 图7：全球3D打印市场规模及预测（十亿美元）13 图8：中国3D打印市场规模及增速（亿元，%）13 图9：2022年全球3D打印行业下游应用情况（%）14 图10：2022年中国3D打印行业下游应用情况（%）14 图11：全球增材制造产业布局情况15 图12：2023年全球3D打印上市公司营收规模（亿元）16 图13：2022年中国3D打印市场竞争格局（%）16 图14：3D打印产业链17 图15：全球3D打印用金属粉vs尼龙粉末市场规模及增速（亿美元，%）18 图16：中国3D打印原材料市场占比情况（%）18 图17：中国光纤激光器市场销售收入及同比（亿元，%）21 图18：2022年中国光纤激光器供应商市场份额（%）21 图19：中国激光振镜和控制系统销售规模测算（亿元）22 图20：2020年激光加工控制系统国内市场份额（%）22 图21：公司营业收入及同比增速（亿元，%）24 图22：公司归母净利润及同比增速（亿元，%）24 图23：公司主营产品收入结构（%）25 图24：公司主营产品毛利率（%）25 图25：公司营业收入及同比增速（亿元，%）26 图26：公司归母净利润及同比增速（亿元，%）26 图27：公司主营产品收入结构（%）26 图28：公司主营产品毛利率（%）26 图29：全球工业级高分子增材制造装备销售量（台）30 图30：全球金属增材制造装备销售量（台）30 图31：2022全球金属和高分子3D打印市场及2027预测（按技术类别，%）31 图32：公司营业收入及同比增速（亿元，%）35 图33：公司归母净利润及同比增速（亿元，%）35 图34：公司主营产品收入结构（%）36 图35：公司主营产品毛利率（%）36 图36：公司营业收入及同比增速（亿元，%）37 图37：公司归母净利润及同比增速（亿元，%）37 图38：公司主营产品收入结构（%）38 图39：公司主营产品毛利率（%）38 表1：3D打印、CNC加工、注塑成型等适用零件数量对比7 表2：塑料制品和金属制品使用3D打印/CNC加工的情况对比8 表3：3D打印常用材料比较及代表企业19 表4：国内外各功率光纤激光器平均价格对比21 表5：采用进口和国产零部件设备的销售价格、成本对比情况（万元，%）23 表6：3D打印软件按功能分类27 表7：主流3D打印工艺技术难度、制备产品特性、下游应用领域对比28 表8：全球收入排名前10的金属/高分子3D打印设备及服务商（2022年）32 表9：我国主要3D打印企业产业链布局33 表10：我国3D打印技术供应链概况34 表11：建议关注公司估值比较39 1.3D打印助力制造业降本增效，全球市场由欧美主导、中国设备制造商后来居上 1.1增材制造为制造业提供降本增效的可替代方案 增材制造是新质生产力的重要组成部分。增材制造又称“3D打印”，是基于三维模型数据，采用与传统减材制造技术（对原材料去除、切削、组装的加工模式）完全相反的逐层叠加材料的方式，直接制造与相应数字模型完全一致的三维物理实体模型的制造方法，将对传统的工艺流程、生产线、工厂模式、产业链组合产生深刻影响，集合了信息网络技术、先进材料技术与数字制造技术，是新质生产力的重要组成部分。增材制造将复杂的零部件结构离散为简单的二维平面加工，解决同类型零部件难以加工难题，增材制造工艺具有成本低、效率高、精度高等优势。增材制造技术和传统精密加工技术均是制造业的重要组成部分，目前增材制造加工与传统精密加工相比还存在加工精度、表面粗糙度和可加工材料等方面的差距，但增材制造其全新的技术原理和特点，在多种应用场景具备使用优势。 图1：增材制造通过沉积和融合2D材料层来构建3D物体 资料来源：Hubs官网，山西证券研究所 1.1.1增材制造与传统加工方式（CNC加工、注塑成型）各有优势 增材制造与传统加工方式各有优势，将长期并存。增材制造技术和传统精密加工技术均是制造业的重要组成部分。增材制造可快速加工成形结构复杂的零件，能够缩短产品研发周期，具有“去模具、减废料、降库存”的特点；在生产上能够优化结构、节省材料和能源，大幅提高生产效率，降低生产成本，助力实现无人化工厂。目前，增材制造在工业制造领域取得了长足的进展，在航空航天、汽车、医疗等领域都有丰富的应用场景，但在大批量制造方面，传统精密加工技术相比增材制造在效率和成本上更具优势，其中3D打印和CNC加工通常被认为具有一定的可替代性。增材制造与传统加工方式将长期并存，共同为制造行业提供精细化、自动化、高效化的加工方案。 表1：3D打印、CNC加工、注塑成型等适用零件数量对比 零件数量 1-10 10-100 100-1000 1000+ 塑料 3D打印 3D打印（可以考虑CNC加工） CNC加工（可以考虑注塑成型） 注塑成型 金属 3D打印&CNC加工 CNC加工 （可以考虑3D打印） CNC加工（可以考虑熔模铸造） 熔模铸造或压铸 资料来源：hubs官网，山西证券研究所 3D打印通常适合复杂结构的小批量生产。综合考虑零件的生产数量和结构复杂性，3D打印、CNC加工和注塑成型等制造方式具有不同的适用场景。当终端零件结构复杂、生产批量较小时，通常选择3D打印；当终端零件结构相对简单、生产批量中等（250-500个）时，通常选择CNC加工；当制造金属零件时，CNC加工即使在较低的批量下也具有价格竞争力，但需要考虑结构的限制；当生产大批量（＞500个）时，可以考虑注塑成型和熔模铸造等，或者3D打印、CNC加工和等材制造工艺的混合使用。 图2：结构复杂性和生产数量共同决定制造工艺的选择 资料来源：hubs官网，山西证券研究所 3D打印vsCNC加工：消费级原型件使用3D打印具备成本优势，工业级组件需考虑结构复杂性和材料稀缺性。消费电子产品在开始规模量产前，通常会为其塑料外壳制作一个快速原型件，为了加快开发时间，原型件具有交期短、成本低的需求。在不考虑尺寸精度的情况下，FDM桌面3D打印符合原型件基本要求；如果对原型件有较高的精度需求，CNC加工和SLS工艺需要更高的成本和更长的交期。金属支架和机构件需要更好的材料性能和尺寸精度，故整体成本相对较高。当组件结构简单时，CNC加工在精度、成本和机械性