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3D打印行業(yè)深度研究報(bào)告20243D打?。汉教旌娇諡楹诵?,期待3C鈦合金、人形機(jī)器人打開(kāi)空間1、3D打?。撼杀?、效率、新材料3大因素驅(qū)動(dòng)市場(chǎng)應(yīng)用持續(xù)打開(kāi),期待航天航空、3C鈦合金、人形機(jī)器人打開(kāi)成長(zhǎng)空間為什么要用3D打印?相比傳統(tǒng)機(jī)加工“減材”制造,3D打印在成本端、效率端、定制化需求、異形件加工逐步具備優(yōu)勢(shì)。產(chǎn)業(yè)化的核心驅(qū)動(dòng)哪里?近年來(lái),3D打印的制造成本持續(xù)下降、打印效率持續(xù)提升、以及新材料的應(yīng)用適應(yīng)性,加速市場(chǎng)持續(xù)放大。產(chǎn)業(yè)化的阻力在哪里?除產(chǎn)業(yè)化性價(jià)比因素外,行業(yè)的革命和自我革命也是核心關(guān)注點(diǎn)。以消費(fèi)電子為例,加工廠之前大量的CNC資產(chǎn)投資需被淘汰、造成原有產(chǎn)業(yè)鏈沖擊。但我們認(rèn)為,3D打印將優(yōu)先從行業(yè)的增量需求中滲透、如3C鈦合金,空間逐步打開(kāi)。4)未來(lái)市場(chǎng)潛力在哪?2022年全球3D打印市場(chǎng)達(dá)180億美元。目前航天航空為核心驅(qū)動(dòng),期待3C。2、成長(zhǎng)驅(qū)動(dòng)力(一):航天航空:3D打印市場(chǎng)增長(zhǎng)的主要來(lái)源,行業(yè)趨勢(shì)從小零件向大部件打印市場(chǎng)空間:2022年全球3D打印市場(chǎng)規(guī)模達(dá)180億美元,預(yù)計(jì)2030年將達(dá)853億美元,2022-2030年CAGR=21.5%。其中2021年航空航天和國(guó)防市場(chǎng)空間為13.5億美元,預(yù)計(jì)到2030年將達(dá)到86.6億美元。2022-2030年CAGR為26.1%,其中飛機(jī)為主要下游,北美需求增速快。行業(yè)趨勢(shì):3D打印技術(shù)顯現(xiàn)出從零部件向大部件擴(kuò)展的趨勢(shì),未來(lái)向發(fā)動(dòng)機(jī)、無(wú)人機(jī)、微衛(wèi)星、火箭等航空航天領(lǐng)域大部件領(lǐng)域延伸。3、成長(zhǎng)驅(qū)動(dòng)力(二):3C鈦合金:順應(yīng)消費(fèi)電子輕量化趨勢(shì),新材料催生3D打印迎需求擴(kuò)大1)行業(yè)趨勢(shì):鈦合金能夠更好地兼具堅(jiān)固和輕薄的特點(diǎn),從而降低手機(jī)的厚度和重量、并提高強(qiáng)度。未來(lái)有望進(jìn)一步在各3C消費(fèi)電子品牌、產(chǎn)品類型中逐步滲透。3D打印解決鈦合金量產(chǎn)痛點(diǎn),成長(zhǎng)空間有望在手機(jī)軸蓋、邊框、鉸鏈等核心結(jié)構(gòu)件中持續(xù)打開(kāi)。2)市場(chǎng)空間:3D打印服務(wù)——我們測(cè)算直板機(jī)手機(jī)中框/折疊屏軸蓋3D打印服務(wù)市場(chǎng)空間有望達(dá)190億元(加工8000萬(wàn)只軸蓋+2.2億個(gè)中框)。3D打印設(shè)備——我們測(cè)算鈦合金3D打印設(shè)備市場(chǎng)合計(jì)達(dá)170億元,參考消費(fèi)電子3年技術(shù)革新周期,對(duì)應(yīng)年均市場(chǎng)空間達(dá)57億元。4、成長(zhǎng)驅(qū)動(dòng)力(三):人形機(jī)器人:3D打印助力輕量化、復(fù)雜結(jié)構(gòu)生產(chǎn)效率提升行業(yè)趨勢(shì):3D打印助力輕量化、復(fù)雜結(jié)構(gòu)生產(chǎn)及效率提升,有望與PEEK材料結(jié)合、進(jìn)一步提升“輕量化”的解決方案。市場(chǎng)空間:預(yù)計(jì)2030年人形機(jī)器人市場(chǎng)超千億、其中4大核心零部件占比56%,期待3D打印在零部件+PEEK材料應(yīng)用的滲透空間打開(kāi)。5、核心標(biāo)的:重點(diǎn)推薦鉑力特、華曙高科。關(guān)注銀邦股份、金橙子、有研粉材、銀邦股份、南風(fēng)股份、光韻達(dá)、沃特股份等。 26、風(fēng)險(xiǎn)提示:產(chǎn)業(yè)化不及預(yù)期風(fēng)險(xiǎn);市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)加劇風(fēng)險(xiǎn)。CONTENTS
3D打?。撼杀尽⑿?、新材料3大因素驅(qū)動(dòng)市場(chǎng)01空間逐步打開(kāi)0102航天航空:3D打印市場(chǎng)增長(zhǎng)的主要來(lái)源,從零部件邁向大部件打印02033C鈦合金:新型材料催生3D打印迎大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化需求0304人形機(jī)器人:3D打印助力輕量化、復(fù)雜結(jié)構(gòu)生產(chǎn)效率提升04汽車、無(wú)人機(jī)/飛行汽車:新型場(chǎng)景應(yīng)用層出不窮核心標(biāo)的、風(fēng)險(xiǎn)提示013D打?。撼杀?、效率、新材料013大因素驅(qū)動(dòng)市場(chǎng)空間逐步打開(kāi)13D打印產(chǎn)業(yè)鏈全景圖:期待3C鈦合金、人形機(jī)器人打開(kāi)成長(zhǎng)空間1上游環(huán)節(jié) 中游環(huán)節(jié) 下游環(huán)節(jié) 客戶及應(yīng)用 客戶及應(yīng)用 汽車工業(yè)航空航天生物醫(yī)療消費(fèi)娛樂(lè)建筑打印政府/軍事專業(yè)培訓(xùn)文創(chuàng)工藝時(shí)尚生活…… 設(shè)備生產(chǎn)/制造服務(wù)商 熔融沉積成型(FDM)光固化成型(SLA)選擇性激光燒結(jié)/熔化(SLS/SLM)電子束熔化(EBM)數(shù)字光處理(DLP)生物打印激光熔覆成型(LMD)選擇性熱燒結(jié)三維打印快速成型(3DP)…… 材料與軟硬件供應(yīng) 料、生物材料、復(fù)合材料等硬件:激光器、振鏡、DLP光引擎、主板、系統(tǒng)等軟件:建模、切片、控制軟件、CAD等其他其他13能源7醫(yī)療/牙科15消費(fèi)及電子產(chǎn)品12汽車領(lǐng)域15學(xué)術(shù)科研11政府/軍方6建筑領(lǐng)域4航空航天1751.1什么是3D打印?從“減材”制造走向“增材”制造1.1? 1)3D打?。ㄔ霾模汗ぷ髟眍愃朴趪娔蛴C(jī)。的方式來(lái)構(gòu)造物體的結(jié)構(gòu),是一種“自下而上”的制造方法。2)傳統(tǒng)機(jī)加(減材):材料去除的切削加工技術(shù)。主要通過(guò)去除材料來(lái)生產(chǎn)出所需要的零部件。表:3D打印與傳統(tǒng)工藝優(yōu)劣勢(shì)對(duì)比項(xiàng)目 3D打印技術(shù) 傳統(tǒng)精密加工技術(shù)技術(shù)原理 “增”材制造(分層制、逐疊加) “減〞材制造(材料去、切、組技術(shù)手段 SLM、LSF等 磨削、超精細(xì)切削、精磨削拋光等適用場(chǎng)合 小批量、復(fù)雜化、輕量、定化、能一化零件制造 批量化、大規(guī)模制造,在復(fù)化零件制方面在局使用材料 金屬粉末、金屬絲材等受限) 幾乎所有材料(不受限)材料利用率 高,可超過(guò)95% 低,材料浪費(fèi)產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)周期 短 相對(duì)較長(zhǎng)零件尺寸精度 土0.1mm(相對(duì)于統(tǒng)精加工言偏較大) 0.1-10μm(超精加工度甚可達(dá)米級(jí))零件表面粗糙度 Ra2μm-Ra10μm之間(表面光潔程較低) Ra0.1μm以下(表面光潔較高甚至達(dá)鏡效果)示意圖6資料來(lái)源:鉑力特招股說(shuō)明書(shū),南極熊3D打印,浙商證券研究所1.2為什么要用3D打印?成本、效率、定制化需求、異形件1.2適用復(fù)雜物體:3D打印的部件是一層一層累加,因此復(fù)雜的內(nèi)部幾何結(jié)構(gòu)更容易構(gòu)建,滿足輕量化、一體化成型需求;降低制造成本:無(wú)需像減材制造切削掉大量多余材料,3D打印浪費(fèi)很少、且未被利用的材料也可以重新循環(huán)使用;縮短研發(fā)周期:當(dāng)部件設(shè)計(jì)需要修改時(shí),傳統(tǒng)制造需要花費(fèi)大量成本對(duì)產(chǎn)線進(jìn)行重新裝配,3D打印可很方便修改設(shè)計(jì)文件;滿足定制化需求:通過(guò)3D建模軟件修改設(shè)計(jì)文件來(lái)滿足不同的要求,為客戶提供更多的需求滿足。傳統(tǒng)注塑工藝 3D傳統(tǒng)注塑工藝 3D打印模具成本$35,000$0單個(gè)零件生產(chǎn)成本$4$12.72允許的最小訂單量(個(gè))1000187預(yù)計(jì)年銷量(個(gè))1000模具攤銷年限(年)44年內(nèi),生產(chǎn)的零件總量(個(gè))400040004年內(nèi),單個(gè)零件生產(chǎn)成本$13$12.72傳統(tǒng)注塑工藝3D傳統(tǒng)注塑工藝3D打印制造模具所需的時(shí)間(周)120生產(chǎn)1000個(gè)零件訂單所需的時(shí)間(天)312交付第一批1000個(gè)零件的總交貨時(shí)間(天)8712資料來(lái)源:forerunner3d,浙商證券研究所1.3產(chǎn)業(yè)化的核心驅(qū)動(dòng)因素?制造成本下降、打印效率提升、新材料應(yīng)用1.3驅(qū)動(dòng)因素一:成本下降驅(qū)動(dòng)因素一:成本下降光學(xué)光熱類/電子電氣類/機(jī)械類/3D打印設(shè)備主要成本。2022H1華曙高科直接材料占3D打印設(shè)備及機(jī)配件的80.4%,同時(shí)2022H1光學(xué)熱學(xué)類/電子電氣類/機(jī)械類/金屬粉末/耗材類/()的37.2%/18.8%/15.3%/6.6%/3.3%/1.9%振鏡、激光器等光學(xué)熱學(xué)類原材料占比達(dá)。3D據(jù)鉑力特公司公告,我國(guó)金屬3D金屬3D打印粉末平均售價(jià)由2020年的144.48萬(wàn)元/噸下降至2022年的78.19萬(wàn)元/噸,降幅達(dá)45.9%。據(jù)前瞻產(chǎn)業(yè)研究院,我國(guó)激光器價(jià)格下降趨勢(shì)明顯,我國(guó)3kW光纖激光器價(jià)格從2018年的40萬(wàn)元/臺(tái)下降至2021年的10萬(wàn)元/臺(tái),降幅達(dá)75.0%。據(jù)中經(jīng)產(chǎn)業(yè)信息研究網(wǎng),我國(guó)激光振鏡平均價(jià)格已由2017年的2225.71元/套下降至2021年的2139.43元/套,下降達(dá)3.9%。圖:2022H1華曙高科原材采購(gòu)本結(jié)(剔外協(xié)) 圖:2012-2021年我國(guó)各功率纖激器價(jià)呈下趨勢(shì)其他17.0%高分子原材料1.9%耗材類3.3%金屬粉末 6.6%
光學(xué)熱學(xué)類37.2%
(萬(wàn)元/臺(tái))機(jī)械類 15.3%
電子電氣類18.8%包括花鍵、減速器等 ?包括伺服電機(jī)等8資料來(lái)源:華曙高科招股說(shuō)明書(shū),前瞻產(chǎn)業(yè)研究院,《2022中國(guó)激光產(chǎn)業(yè)發(fā)展報(bào)告》,浙商證券研究所1.4產(chǎn)業(yè)化的核心驅(qū)動(dòng)因素?制造成本下降、打印效率提升、新材料應(yīng)用1.4驅(qū)動(dòng)因素二:效率提升增加激光頭增加層厚驅(qū)動(dòng)因素二:效率提升增加激光頭增加層厚嫁接成零件增材制造過(guò)程。70%。? 100mm(層厚10000.2mm? 據(jù)3D2017率就提升20-50%30%。? 3D打印通過(guò)增加激光頭、增加層厚、改變鋪粉方式及嫁接打印等方式提升效率。激光數(shù)量材料整版數(shù)量成型高度成型時(shí)間滿版分水器四激光六激光高溫合金40個(gè)45mm72h50h滿版水四激光鋁合金36個(gè)100mm103h冷機(jī)殼六激光71h表:鉑力特設(shè)備打印層厚增加,打印效率提升產(chǎn)品信息零件層厚激光功率BLT-A320BLT-A320M機(jī)時(shí)(h)效率(g/h)機(jī)時(shí)(h)效率(g/h)熱咀套50μm500w28.2229.525.8251.880μm500w17.6371.116.1407.4100μm500w--14.1438.0120μm1000w--11.8536.2140μm1000w--10.1603.1改變鋪粉方式雙向鋪粉:改變鋪粉方式雙向鋪粉:FS350M38%。變速鋪粉:始研究變速鋪粉的策略。整體打印嫁接打印加工時(shí)間20小時(shí)6小時(shí)效率提高70%粉材用量2.6kg0.8kg成本減少69%9資料來(lái)源:鉑力特微信公眾號(hào),鉑力特官網(wǎng),華曙高科官網(wǎng),3D打印技術(shù)參考,哈工三維官網(wǎng),白令三維3D打印,國(guó)際金屬加工網(wǎng),浙商證券研究所1.5產(chǎn)業(yè)化的核心驅(qū)動(dòng)因素?制造成本下降、打印效率提升、新材料應(yīng)用1.5驅(qū)動(dòng)因素三:新材料應(yīng)用驅(qū)動(dòng)因素三:新材料應(yīng)用? 3D打印能夠有效解決鈦合金加工問(wèn)題。鈦合金材料存在加工難度大、良率低等問(wèn)題,從而使得制造成本過(guò)高。通過(guò)3D打印技術(shù),尤其是金屬粉末激光熔化技術(shù),能夠有效地解決鈦合金材料成型的問(wèn)題,大大降低了生產(chǎn)成本。鍛件TC4203D打印TC442.1鍛件TC4203D打印TC442.1鍛件TC493D打印TC414.3鍛件TC48273D打印TC4879鍛件TC48963D打印TC4953延伸率(%)斷面收縮(%)資料來(lái)源:增材制造創(chuàng)新設(shè)計(jì),浙商證券研究所
0 200 400 600 800 1000拉伸強(qiáng)度(Mpa)屈服強(qiáng)度拉伸強(qiáng)度(Mpa)屈服強(qiáng)度(Mpa)1.6增長(zhǎng)驅(qū)動(dòng)力一:航天航空當(dāng)前市場(chǎng)空間:航天航空為主要驅(qū)動(dòng)力,未來(lái)8年CAGR=26.1%1.6增長(zhǎng)驅(qū)動(dòng)力一:航天航空據(jù)據(jù)WohlersAssociates,2022年全球3D打印市場(chǎng)規(guī)模達(dá)180億美元,預(yù)計(jì)2030年將達(dá)853億美元,2022-2030年CAGR為21.5%。據(jù)StraitsResearch的分析,全球3D打印在航空航天和國(guó)防市場(chǎng)的價(jià)值為2021年為13.5美元,預(yù)計(jì)到2030年將達(dá)到86.6億美元。2022年至2030年期間復(fù)合年增長(zhǎng)率為26.1%,其中飛機(jī)占據(jù)最大份額。0
圖:2012-2022年全球增材制造市場(chǎng)規(guī)模1803533333415226119180353333341522611912821212069171855412330820122013201420152016201720182019202020212022
40%35%30%25%20%15%10%5%0%
圖:2021年全球增材制造市場(chǎng)規(guī)模結(jié)構(gòu)增材制造產(chǎn)品40.9%增材制造服務(wù)59.1%11資料來(lái)源:WohlersAssociates,3D打印技術(shù)參考,華曙高科招股說(shuō)明書(shū),浙商證券研究所1.7未來(lái)市場(chǎng)潛力在哪?3C鈦合金、人形機(jī)器人打開(kāi)市場(chǎng)空間1.7增長(zhǎng)驅(qū)動(dòng)力二:3C鈦合金增長(zhǎng)驅(qū)動(dòng)力二:3C鈦合金? 3D據(jù)界面新聞與證券日?qǐng)?bào),2023年MagicV2,第一次大規(guī)模使用鈦合金3D3D圖:榮耀MagicV2首次采用鈦合金3D打印技術(shù),有望打開(kāi)消費(fèi)電子領(lǐng)域市場(chǎng)空間12資料來(lái)源:榮耀MagicV2發(fā)布會(huì),浙商證券研究所增長(zhǎng)驅(qū)動(dòng)力三:人形機(jī)器人輕量化降本圖表:Atlas機(jī)器人采用3D打印拓?fù)鋬?yōu)化骨骼晶格結(jié)構(gòu)生產(chǎn)復(fù)雜結(jié)構(gòu)圖表:Roboy2.0人形機(jī)器人采用3D打印進(jìn)行骨骼制造人形機(jī)器人內(nèi)外部結(jié)構(gòu)復(fù)雜,采用傳統(tǒng)加工難以完成生產(chǎn),而增長(zhǎng)驅(qū)動(dòng)力三:人形機(jī)器人輕量化降本圖表:Atlas機(jī)器人采用3D打印拓?fù)鋬?yōu)化骨骼晶格結(jié)構(gòu)生產(chǎn)復(fù)雜結(jié)構(gòu)圖表:Roboy2.0人形機(jī)器人采用3D打印進(jìn)行骨骼制造人形機(jī)器人內(nèi)外部結(jié)構(gòu)復(fù)雜,采用傳統(tǒng)加工難以完成生產(chǎn),而3D打印能夠快速制造復(fù)雜結(jié)構(gòu)。性具有重要意義,3D打印據(jù)硅族機(jī)器人,采用3D打印的POPPY機(jī)器人成本相較傳統(tǒng)機(jī)器人降低了1/3??s短研發(fā)制造周期圖表:3D打印可用于快速打印機(jī)器人外殼手板3D打印能夠快速加工出手板,縮短研發(fā)制造周期。據(jù)諾研3D,法國(guó)INRIAFlowers公司的POPPY機(jī)器人通過(guò)采用3D打印技術(shù)組裝耗時(shí)僅約2天。定制化生產(chǎn)圖表:Atlas采用3D打印的人形機(jī)器人定制伺服閥3D打印可用于滿足人形機(jī)器人定制化需求。1.813資料來(lái)源:3D打印技術(shù)參考,悟空打印坊,硅族機(jī)器人,諾研3D,中國(guó)機(jī)器人網(wǎng),文匯報(bào),未知大陸,浙商證券研究所02航天航空:3D打印市場(chǎng)增長(zhǎng)的主要來(lái)源,從零部件邁向大部件打印022.1航空航天:精度高、快速成型及輕量化降本,3D打印能夠匹配航天航空需求2.1縮短研發(fā)制造周期? 3D制造復(fù)雜部件? 3D節(jié)省材料、降低成本縮短研發(fā)制造周期? 3D制造復(fù)雜部件? 3D節(jié)省材料、降低成本? (3D60%,甚至90%實(shí)現(xiàn)輕量化? 1.1萬(wàn)加侖燃油,3D打印可通過(guò)優(yōu)化復(fù)雜零部件結(jié)構(gòu)達(dá)到減重的效果。? 3D? 3D件的機(jī)械性能和耐腐蝕性,可在成形零件可在不損失塑性的情況下提高強(qiáng)度。? 3D15增材再制造,修復(fù)損傷零部件提升零部件強(qiáng)度和耐增材再制造,修復(fù)損傷零部件提升零部件強(qiáng)度和耐用性價(jià)格敏感性低、小批量生產(chǎn)2.2航天航空:需求持續(xù)崛起,刺激金屬3D打印技術(shù)發(fā)展2.2航空領(lǐng)域需求的強(qiáng)勢(shì)崛起,將大幅帶動(dòng)選區(qū)熔融金屬航空領(lǐng)域需求的強(qiáng)勢(shì)崛起,將大幅帶動(dòng)選區(qū)熔融金屬3D打印的需求:根據(jù)《中國(guó)航天科技活動(dòng)藍(lán)皮書(shū)(2021年)》數(shù)據(jù),2021年中國(guó)航天發(fā)射次數(shù)為55次,超過(guò)美國(guó)發(fā)射次數(shù),國(guó)內(nèi)航空需求持續(xù)增加。泰伯智庫(kù)預(yù)測(cè),2023-2028進(jìn)入發(fā)展黃金期,預(yù)計(jì)2025年市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)2.8萬(wàn)億元。金屬3D技術(shù)憑借可縮短研發(fā)周期、降低制造成本、突破復(fù)雜結(jié)構(gòu)成形和實(shí)現(xiàn)輕量化等優(yōu)勢(shì),將隨著航空領(lǐng)域需求增加而持續(xù)發(fā)展。航天發(fā)展進(jìn)入黃金期,催生金屬3D打印設(shè)備向更大更復(fù)雜、穩(wěn)定性更高的方向發(fā)展:根據(jù)AMPower2023全球工業(yè)增材市場(chǎng)告,2022年選區(qū)熔融金屬3D打印直觀的發(fā)展趨勢(shì)是對(duì)于可滿足大尺寸加工的設(shè)備(超過(guò)600mm加工尺寸)航天領(lǐng)域。圖:2021年全球航天發(fā)射情況資料來(lái)源:中國(guó)航天科技活動(dòng)藍(lán)皮書(shū)(2021年),3D科學(xué)谷,浙商證券研究所
圖:增材制造技術(shù)應(yīng)用于航空航天的優(yōu)勢(shì)162.5增長(zhǎng)驅(qū)動(dòng)力一:航天航空市場(chǎng)空間:據(jù)StraitsResearch的分析,全球3D打印在航空航天和國(guó)防市場(chǎng)的價(jià)值為2.5增長(zhǎng)驅(qū)動(dòng)力一:航天航空市場(chǎng)空間:據(jù)StraitsResearch的分析,全球3D打印在航空航天和國(guó)防市場(chǎng)的價(jià)值為2021年為13.5億美元,預(yù)計(jì)到2030到86.6億美元。2022年至2030年期間復(fù)合年增長(zhǎng)率為26.1%,其中飛機(jī)占據(jù)最大份額。分地區(qū)看:歐洲為航空航天和國(guó)防市場(chǎng)3D打印最大市場(chǎng),預(yù)計(jì)未來(lái)10年需求CAGR=24.4%。北美作為第二大需求地區(qū),3D印的需求增長(zhǎng)率最高,未來(lái)10年CAGR=25.2%。亞太作為需求的第三大地區(qū),中國(guó)對(duì)3D打印在航天航空領(lǐng)域投入持續(xù)增長(zhǎng)。圖:全球3D打印在航空航天和國(guó)防市場(chǎng),預(yù)計(jì)到2030年將達(dá)到86.6億美元。2022年至2030年CAGR=26.1%資料來(lái)源:StraitsResearch,浙商證券研究所
圖:全球航空航天和國(guó)防市場(chǎng)的3D打印分為:飛機(jī)、無(wú)人駕駛飛行器、航天器172.3行業(yè)階段:目前3D打印技術(shù)主要用于發(fā)動(dòng)機(jī)等航空航天器零部件2.3目前目前3D打印技術(shù)主要用于發(fā)動(dòng)機(jī)等航空航天器零部件。目前航空航天領(lǐng)域正在不斷探索使用增材制造生產(chǎn)飛機(jī)零件,包括發(fā)動(dòng)機(jī)部件(如帶有內(nèi)部冷卻通道的渦輪葉片、燃料噴嘴和壓縮機(jī)及集成管道系統(tǒng)),以及各種鉸鏈、支架、內(nèi)部組件、輕量化機(jī)身等。對(duì)于發(fā)動(dòng)機(jī)而言,飛機(jī)和航天器火箭發(fā)動(dòng)機(jī)中的靜態(tài)和旋轉(zhuǎn)部件都受到極端性能要求和惡劣環(huán)境的影響,例如高壓、腐蝕等,這些性能通常要求壓縮機(jī)葉片、渦輪葉片、導(dǎo)流器和葉輪等零部件具備高度復(fù)雜的形狀并由特殊材料制造,因此使用3D打印技術(shù)可以顯著提高航空航天器的性能。304個(gè)3D打印零件,其中228個(gè)低壓渦輪葉片采用EBM工藝和合金制造,其重量為航空用傳統(tǒng)鎳基合金渦輪葉片的50%,這使得GE9X比前身GE90發(fā)動(dòng)機(jī)油耗降低了10%。圖:GE9X發(fā)動(dòng)機(jī)多個(gè)部件用3D印技術(shù) 圖:3D打印的GE9X發(fā)動(dòng)TiAl合金片18資料來(lái)源:3D打印技術(shù)參考,浙商證券研究所2.4未來(lái)趨勢(shì):未來(lái)由零部件向大部件,3D打印應(yīng)用前景廣闊2.43D3D打印技術(shù)顯現(xiàn)出從零部件向大部件制造擴(kuò)展的趨勢(shì)。目前國(guó)內(nèi)外企業(yè)和研究機(jī)構(gòu)利用3D衛(wèi)星、載人及貨運(yùn)飛船等的零部件,還打印出了發(fā)動(dòng)機(jī)、無(wú)人機(jī)、微衛(wèi)星、火箭等航空航天領(lǐng)域大部件。例如,2023年3月,美國(guó)相對(duì)論空間公司發(fā)射了全球首枚3D打印運(yùn)載火箭“人族一號(hào)”,該火箭85%的箭體結(jié)構(gòu)(包括發(fā)動(dòng)機(jī))采用3D打印而成?;鸺殉晒νㄟ^(guò)Max-Q階段,一級(jí)飛行正常,一二級(jí)分離正常,首次向全世界展示了3D打印火箭可承受最惡劣的軌道發(fā)射條件。盡管分離后的火箭二級(jí)未能成功點(diǎn)火,但對(duì)于3D圖:人族1號(hào)火箭85%的箭體結(jié)構(gòu)采用3D打印技術(shù)資料來(lái)源:3D打印技術(shù)參考,浙商證券研究所
圖:人族1號(hào)火箭示意圖19033C鈦合金:新型材料催生3D打印迎大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化需求033.1
【3C鈦合金】蘋果、三星、榮耀等加速導(dǎo)入,順應(yīng)消費(fèi)電子輕量化趨勢(shì)圖:榮耀MagicV2首次采用鈦合金3D打印技術(shù),iPhone15Pro引入鈦合金材料? 2023榮耀-折疊屏MagicV2、Magic采用航天的鈦合金3D打印工藝。其中MagicV2折疊最薄厚度9.90mm、展開(kāi)最薄蘋果-iPhone15Pro/ProMax:邊框加入鈦金屬材質(zhì),帶來(lái)更輕機(jī)身重量,iPhone15重量?jī)H187g,15Max重量?jī)H224g,相比206g14Pro240g的14ProMax三星S24Ultra手機(jī):的耐久性和抗刮擦性能。與蘋果不同,三星沒(méi)有為了減輕重量而選擇鈦合金,而是看中其卓越的耐久性和高端的質(zhì)感。小米14Pro:鈦金版采用航天級(jí)99%高純鈦和高強(qiáng)鋁合金材
資料來(lái)源:榮耀MagicV2發(fā)布會(huì)、蘋果官網(wǎng),浙商證券研究所整理品牌產(chǎn)品型號(hào)品牌產(chǎn)品型號(hào) 起價(jià)格(元) 產(chǎn)品類型使用鈦合金部位蘋果Iphone15pro/promax7999/9999手機(jī)中框AppleWatchUltra26499手表外殼榮耀折疊屏MagicV28999手機(jī)鉸鏈軸蓋折疊屏MagicVs26999手機(jī)鉸鏈軸蓋三星GalaxyS24Ultra10199手機(jī)中框GalaxyWatch5Pro2499手表外殼小米小米14Pro6499手機(jī)中框華為Mate70Pro未發(fā)布手機(jī)中框OPPO折疊屏FindN39999手機(jī)攝像頭圓環(huán)資料來(lái)源:各公司官網(wǎng)、公告,浙商證券研究所整理3.2【3D打印鈦合金】行業(yè)趨勢(shì):期待未來(lái)在更多品牌+產(chǎn)品類型中加速導(dǎo)入3.2??行業(yè)趨勢(shì):相比此前的不銹鋼和鋁合金材質(zhì),鈦合金能夠更好地兼具堅(jiān)固和輕薄的特點(diǎn),從而降低手機(jī)的厚度和重量,并提高強(qiáng)度。鈦合金開(kāi)啟大規(guī)模在手機(jī)中進(jìn)行應(yīng)用,未來(lái)如鈦合金材料進(jìn)一步在各3C消費(fèi)電子品牌(蘋果、榮耀、三星、華為、小米、VIVO、OPPO等)、及產(chǎn)品類型(手機(jī)—手表—Pad—筆記本電腦)中逐步滲透,3D打印成長(zhǎng)空間有望持續(xù)打開(kāi)。圖:鈦合金-行業(yè)趨勢(shì)展望:期待未來(lái)在各類3C電子品牌+產(chǎn)品類型中加速導(dǎo)入22資料來(lái)源:榮耀MagicV2發(fā)布會(huì)、蘋果官網(wǎng)、百度圖片,浙商證券研究所整理3.3【3D打印】順應(yīng)3C引入鈦合金技術(shù),市場(chǎng)空間有望加速打開(kāi)3.33D打印(成形):3D打印(成形):解決鈦合金技術(shù)量產(chǎn)痛點(diǎn)。雖鈦合金材料優(yōu)勢(shì)明顯,但是加工難度大、良率低,從而造成成本過(guò)高,因此一直沒(méi)在手機(jī)市場(chǎng)廣泛應(yīng)用。2023年榮耀MagicV2手機(jī)鉸鏈結(jié)構(gòu)件采用3D金屬打印工藝,催生消費(fèi)電子領(lǐng)域空間打開(kāi)。下游應(yīng)用:持續(xù)關(guān)注3D打印鈦合金在折疊屏(軸蓋、鉸鏈)、手機(jī)直板機(jī)(中框、攝像頭支架)等應(yīng)用領(lǐng)域逐步打開(kāi)。圖:鈦合金-難加工的原因:導(dǎo)熱性差、彈性模量小、切削接觸短、化學(xué)活性大資料來(lái)源:棒材技術(shù)研發(fā)部,浙商證券研究所整理
圖:蘋果15ProMax鈦合金邊框價(jià)值量:相比上一代(不銹鋼)大幅提升43%資料來(lái)源:欣邦科技頭條、雷科技,浙商證券研究所 233.4【折疊屏-3D打印服務(wù)】鈦合金軸蓋需求大勢(shì)所趨,關(guān)注鉸鏈打印需求3.4折疊屏-軸蓋:2023年榮耀折疊屏-MagicV2/Vs2軸蓋采用航天的鈦合金3DMagicV2折疊最薄厚度9.90mm展開(kāi)最薄4.7mm,催生折疊屏手機(jī)進(jìn)入毫米時(shí)代。相比不銹鋼和鋁合金,鈦金屬能更好地兼顧硬度和重量,做到又輕又硬、解決折疊屏厚重痛點(diǎn),我們預(yù)計(jì)未來(lái)各大3C品牌折疊屏均有望轉(zhuǎn)向3D打印鈦合金軸蓋,行業(yè)大勢(shì)所趨。折疊屏-鉸鏈:鉸鏈由多個(gè)金屬零件組裝而成,目前制造工藝主要為MIM。但若涉及到一些異形復(fù)雜的結(jié)構(gòu),如中空、鏤空等,MIM工藝受模具的限制無(wú)法滿足,3D打印技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)。同時(shí)若外觀效果要求高光或鏡面拋光的產(chǎn)品的話,3D打印技術(shù)也可以實(shí)現(xiàn),而MIM工藝相對(duì)來(lái)說(shuō),更適合啞光、拉絲等外觀效果。圖:榮耀MagicV2軸蓋導(dǎo)入鈦合金后,厚度與直板機(jī)手機(jī)已非常接近資料來(lái)源:百度圖片,浙商證券研究所整理
表:輕薄為消費(fèi)者對(duì)折疊屏需求的主要因素之一24資料來(lái)源:Iresearch,浙商證券研究所3.5【折疊屏市場(chǎng)】國(guó)內(nèi)外市場(chǎng)增速可觀,3C行業(yè)結(jié)構(gòu)性成長(zhǎng)機(jī)會(huì)3.53C3C3C行業(yè)結(jié)構(gòu)性成長(zhǎng)機(jī)會(huì)。屏手機(jī)作為智能手機(jī)和平板電腦的“集合體”,拓展了用戶大屏顯示的使用場(chǎng)景,刺激了用戶換機(jī)需求。全球市場(chǎng):2022年全球智能手機(jī)出貨約12億臺(tái),同比下滑11.1%。但折疊屏出貨量增速成為市場(chǎng)亮點(diǎn),據(jù)IDC數(shù)據(jù),2022100%(2018-2022年CAGR=91%),且僅占智能手機(jī)份額的1.2%。同時(shí)IDC預(yù)計(jì)2027年折疊屏手機(jī)將達(dá)4810萬(wàn)部,占智能手機(jī)份額3.5%,未來(lái)5年CAGR=27.6%。圖:2022年全球智能手機(jī)貨約12億臺(tái)同比滑11.1% 圖:2022年全球折疊屏手出貨1420臺(tái),智能機(jī)份1.2%1600120010000
20092010201120122013201420152016201720182019202020212022全球智手機(jī)貨量萬(wàn)臺(tái)) YOY資料來(lái)源:Wind,浙商證券研究所整理
80706050403020100-10-20
6048.13.5%48.13.5%1.2%0.5%0.2 0.0%3%1.90.1%0.4030201002018 2019 2020 2021 2022 2027E全球折疊屏手機(jī)出貨量(百萬(wàn)臺(tái)) 折疊屏滲透資料來(lái)源:IDC,浙商證券研究所整理
4.03.53.02.52.01.51.00.50.0253.6【3D打印服務(wù)】預(yù)計(jì)直板機(jī)手機(jī)中框3D打印價(jià)值量有望大幅提升3.6折疊屏軸蓋-3D打印價(jià)值量:折疊屏軸蓋-3D打印價(jià)值量:參考榮耀折疊屏軸蓋,目前鈦合金軸蓋的材料成本20-30元左右,加工成本在150-200元之間。未來(lái)隨著3D打印技術(shù)在鈦合金卷軸量產(chǎn)規(guī)模化、良率提高,帶來(lái)邊際成本下降、需求放量、市場(chǎng)空間提升。直板機(jī)手機(jī)中框-3D打印價(jià)值量:目前直板機(jī)中框以CNC機(jī)加工為主,3D打印無(wú)規(guī)模量產(chǎn)數(shù)據(jù)。但基于3D打印收費(fèi)模式的特性(基于單位重量收費(fèi)),我們對(duì)比軸蓋vs中框面積的倍數(shù)關(guān)系(中框?yàn)檎郫B屏軸蓋的2.3-2.5倍),且中框作為手機(jī)重要支撐結(jié)構(gòu)件,我們假設(shè)其厚度應(yīng)大于折疊屏軸蓋。我們中性假設(shè)直板機(jī)中框3D打印成本為軸蓋的3倍,對(duì)應(yīng)3D打印價(jià)值量60-9015851585材料成本(成形毛呸)加工成本(精加工件)
表:榮耀鈦合金折疊屏軸蓋vs蘋果鈦合金中框面積對(duì)比測(cè)算資料來(lái)源:浙商證券研究所整理(參考本頁(yè)P(yáng)PT折疊屏軸蓋價(jià)值量,假設(shè)材料成本30元、加工成本170元)
榮耀折疊屏MagicV2單位(毫米)榮耀折疊屏MagicV2單位(毫米)折疊屏軸蓋長(zhǎng)度156.7折疊屏軸蓋寬度(為手機(jī)厚度)10.1折疊屏軸蓋面積(平方毫米)1582.67Iphone15Pro左右2個(gè)邊的長(zhǎng)度(為手機(jī)高度)146.6上下2個(gè)邊的長(zhǎng)度(為手機(jī)寬度)70.64個(gè)邊寬度(為手機(jī)厚度)8.25Iphone15pro直板機(jī)4個(gè)邊中框面積合計(jì)(平方毫米)3583.8Iphone15ProMax左右2個(gè)邊的長(zhǎng)度(為手機(jī)高度)159.9上下2個(gè)邊的長(zhǎng)度(為手機(jī)寬度)76.74個(gè)邊寬度(為手機(jī)厚度)8.25Iphone15promax直板機(jī)4個(gè)邊中框面積合計(jì)(平方毫米)3903.9Iphone15Pro與榮耀折疊屏軸蓋面積倍數(shù)關(guān)系2.3Iphone15ProMax與榮耀折疊屏軸蓋面積倍數(shù)關(guān)系2.5資料來(lái)源:榮耀、蘋果官網(wǎng),浙商證券研究所測(cè)算3.6? 3D打印服務(wù)市場(chǎng)空間敏感性分析:據(jù)IDC數(shù)據(jù),20223.6? 3D打印服務(wù)市場(chǎng)空間敏感性分析:據(jù)IDC數(shù)據(jù),202212.111.3%。我們通過(guò)敏感性分析對(duì)折疊屏滲透率、鈦合金滲透率、中框/軸蓋加工成本進(jìn)行假設(shè),預(yù)計(jì)3D打印服務(wù)市場(chǎng)空間有望達(dá)190億元。折疊屏軸蓋市場(chǎng)空間:如假設(shè)折疊屏在智能機(jī)8%滲透率(1億臺(tái)折疊屏手機(jī)),假設(shè)鈦合金在折疊屏手機(jī)中應(yīng)用達(dá)80%滲透率(8000萬(wàn)只軸蓋)、15元3D打印成本的中性假設(shè)下,鈦合金軸蓋3D打印服務(wù)市場(chǎng)空間有望達(dá)12億元。如假設(shè)直板機(jī)92%份額(對(duì)應(yīng)11.1億臺(tái)),假設(shè)鈦合金在直板機(jī)中應(yīng)用達(dá)20%滲透率(2.2框)、80元3D打印成本的中性假設(shè)下,鈦合金中框3D打印服務(wù)市場(chǎng)空間有望達(dá)178億元。表:直板機(jī):3D打印服市場(chǎng)間-敏性分,百級(jí)市潛力期 表:折疊屏:3D打印服市場(chǎng)間-敏性分,數(shù)億級(jí)場(chǎng)潛可期直板機(jī)-在智能手機(jī)份額折疊屏手機(jī)出貨量(億臺(tái))99直板機(jī)-在智能手機(jī)份額折疊屏手機(jī)出貨量(億臺(tái))9912.09811.99611.69211.18510.3708.5鈦合金滲透率/3D打印成本(元)直板機(jī)-3D打印服務(wù)市場(chǎng)空間(億元)5102040608010050285611122333444555760336713426740153466870397815631246862377980458917835653471289190501002004016018021002100561112234456688911113折疊屏-在智能手機(jī)滲透率折疊屏手機(jī)出貨量(億臺(tái))10.120.240.581.0151.8303.6鈦合金滲透率/3D打印工成本(元)折疊屏-3D打印服務(wù)市場(chǎng)空間(億元)51020406080100352371420273430136121723292512510151924201248121519151136912151001246810資料來(lái)源:浙商證券研究所測(cè)算(假設(shè)手機(jī)出貨量為2022年數(shù)據(jù)12.1億臺(tái)保持不變)3.7
【直板機(jī)-3D打印設(shè)備】期待鈦合金中框等結(jié)構(gòu)件采用3D打印技術(shù)蘋果iPhone15Pro/ProMax:邊框加入鈦金屬材質(zhì),帶來(lái)更輕機(jī)身重量,iPhone15187g、15Max221g,相比206g的14Pro和240g的14ProMax更輕。三星GalaxyS24Ultra:整機(jī)大約為232克,與S23Ultra接近。機(jī)身邊框使用了堅(jiān)固耐用的鈦金屬作為防護(hù)罩,耐刮擦性更優(yōu)。鈦合金邊框的導(dǎo)入對(duì)直板機(jī)手機(jī)的輕薄、耐刮擦能力有著進(jìn)一步優(yōu)化,未來(lái)我們持續(xù)關(guān)注鈦合金材料在滲透趨勢(shì)。傳統(tǒng)的手機(jī)制造方式往往需要采用多道工序和模具加工,而鈦合金3D打印技術(shù)則能夠?qū)崿F(xiàn)一次成型,減少了加工成本+材料浪費(fèi)成本,期待未來(lái)產(chǎn)業(yè)化突破的趨勢(shì)落地。圖:iPhone15Pro采用鈦合金邊框資料來(lái)源:蘋果官網(wǎng),浙商證券研究所
圖:三星S24Ultra采用鈦合金邊框 28資料來(lái)源:三星官網(wǎng),浙商證券研究所3.8【市場(chǎng)空間-3D打印設(shè)備】預(yù)計(jì)年均市場(chǎng)空間有望達(dá)57億元3.83D打印設(shè)備-市場(chǎng)空間敏感性分析:3D打印設(shè)備-市場(chǎng)空間敏感性分析:據(jù)IDC數(shù)據(jù),202212.1億臺(tái)。我們通過(guò)敏感性分析對(duì)3D打印設(shè)備的打S310/320性能進(jìn)行假設(shè),測(cè)算設(shè)備年產(chǎn)能為2.4萬(wàn)個(gè)中框/年、7.2個(gè)軸蓋/年)、鈦合金滲透率、3D打印設(shè)備成本進(jìn)行假設(shè)。如假設(shè)鈦合金折疊屏占手機(jī)8%20%滲透率,3D打印設(shè)備價(jià)格在200萬(wàn)/臺(tái)的中性假設(shè)下,鈦合金3D打印設(shè)備(中框+軸蓋)市場(chǎng)需求有望合計(jì)達(dá)170億元。參考消費(fèi)電子一般3年一輪新技術(shù)資本開(kāi)支規(guī)律周期(如:蘋果歷年大改款節(jié)奏),對(duì)應(yīng)年均3D打印設(shè)備市場(chǎng)空間達(dá)57億元。圖:我們測(cè)算單臺(tái)設(shè)備年產(chǎn)能2.4萬(wàn)個(gè)中框設(shè)備價(jià)格(萬(wàn)元)200 設(shè)備產(chǎn)能(以鉑力特S310/320為參考)設(shè)備價(jià)格(萬(wàn)元)200激光數(shù) 2單激光實(shí)際打印效率(cm3/h) 25鈦合金密度(g/cm3) 4.5設(shè)備每小時(shí)打印鈦合金重量(g) 180每天有效工作時(shí)長(zhǎng)(h) 20每年有效工作天數(shù) 200一年可打印鈦合金總重量(g) 720000 打印場(chǎng)空間 單個(gè)鈦金中重量(g) 30單個(gè)鈦金軸重量(g) 10一年打鈦合中框萬(wàn)個(gè)) 2.4一年打鈦合軸蓋萬(wàn)個(gè)) 7.2資料來(lái)源:鉑力特官網(wǎng),浙商證券研究所測(cè)算
表:3D打印設(shè)備-在鈦合金直板機(jī)市場(chǎng)空間敏感性分析:百億級(jí)市場(chǎng)潛力可期機(jī)滲透率/設(shè)備價(jià)格(億元)機(jī)滲透率/設(shè)備價(jià)格(億元)直板機(jī):3D打印設(shè)備市場(chǎng)空間(億元)51020406080100255010020030040015037.5751503004506002005010020040060080025062.51252505007501000300751503006009001200鈦合金軸蓋折疊屏滲透率/設(shè)備價(jià)格(億元)折疊屏:3D打印設(shè)備市場(chǎng)空間(億元)1248153010023713255015035102038752003713275010025048173363125300510204075150資料來(lái)源:浙商證券研究所測(cè)算(假設(shè)手機(jī)出貨量為2022年數(shù)據(jù)12.1億臺(tái)保持不變)04人形機(jī)器人:3D打印助力輕量化、復(fù)雜結(jié)構(gòu)生產(chǎn)效率提升044.1【人形機(jī)器人】適用場(chǎng)景廣泛,覆蓋人類活動(dòng)的所有場(chǎng)景4.1可使用工具是人形機(jī)器人區(qū)別于其他形態(tài)機(jī)器人的關(guān)鍵,極大拓展了人形機(jī)器人的應(yīng)用場(chǎng)景。商業(yè)場(chǎng)景、個(gè)人場(chǎng)景、特殊場(chǎng)景皆可應(yīng)用:可使用工具是人形機(jī)器人區(qū)別于其他形態(tài)機(jī)器人的關(guān)鍵,極大拓展了人形機(jī)器人的應(yīng)用場(chǎng)景。商業(yè)場(chǎng)景、個(gè)人場(chǎng)景、特殊場(chǎng)景皆可應(yīng)用:商業(yè)場(chǎng)景:指在專業(yè)環(huán)境中執(zhí)行服務(wù)的機(jī)器人,可以執(zhí)行需要體力勞動(dòng)或重復(fù)單調(diào)的非標(biāo)準(zhǔn)任務(wù);個(gè)人場(chǎng)景:用于私人家庭,在人類的衣食住行等環(huán)節(jié)輔助完成日常繁雜任務(wù),并提供情感陪伴;特殊場(chǎng)景:包括對(duì)于人類具有一定危險(xiǎn)性的場(chǎng)景,可以觸及人類無(wú)法從事的工作。商業(yè)場(chǎng)景個(gè)人場(chǎng)景特殊場(chǎng)景工業(yè)物流醫(yī)療服務(wù)業(yè)家務(wù)陪護(hù)情感軍用太空消防31資料來(lái)源:百度圖片,浙商證券研究所整理4.2【3D打印】助力輕量化、復(fù)雜結(jié)構(gòu)生產(chǎn)及效率提升,3D打印人形機(jī)器人應(yīng)用前景廣闊4.2輕量化降本圖表:Atlas機(jī)器人采用3D打印拓?fù)鋬?yōu)化骨骼晶格結(jié)構(gòu)性具有重要意義,輕量化降本圖表:Atlas機(jī)器人采用3D打印拓?fù)鋬?yōu)化骨骼晶格結(jié)構(gòu)性具有重要意義,3D打印據(jù)硅族機(jī)器人,采用3D打印的POPPY機(jī)器人成本相較傳統(tǒng)機(jī)器人降低了1/3。生產(chǎn)復(fù)雜結(jié)構(gòu)圖表:Roboy2.0人形機(jī)器人采用3D打印進(jìn)行骨骼制造人形機(jī)器人內(nèi)外部結(jié)構(gòu)復(fù)雜,采用傳統(tǒng)加工難以完成生產(chǎn),而3D打印能夠快速制造復(fù)雜結(jié)構(gòu)??s短研發(fā)制造周期圖表:3D打印可用于快速打印機(jī)器人外殼手板3D打印能夠快速加工出手板,縮短研發(fā)制造周期。據(jù)諾研3D,法國(guó)INRIAFlowers公司的POPPY機(jī)器人通過(guò)采用3D打印技術(shù)組裝耗時(shí)僅約2天。定制化生產(chǎn)圖表:Atlas采用3D打印的人形機(jī)器人定制伺服閥3D打印可用于滿足人形機(jī)器人定制化需求。32資料來(lái)源:3D打印技術(shù)參考,悟空打印坊,硅族機(jī)器人,諾研3D,中國(guó)機(jī)器人網(wǎng),文匯報(bào),未知大陸,浙商證券研究所4.3零部件【3D打印-零部件】3D打印加速人形機(jī)器人零部件研發(fā)與制造4.3零部件在研發(fā)方面:3D打印可用于快速制作機(jī)器人在研發(fā)方面:3D打印可用于快速制作機(jī)器人手板(外殼、內(nèi)部功能性結(jié)構(gòu))。據(jù)中國(guó)機(jī)器人網(wǎng),3D打印可僅用2周即可完成外殼手板打印的整個(gè)產(chǎn)品周期。在制造方面:由于3D打印能夠?qū)崿F(xiàn)輕量化,生產(chǎn)復(fù)雜結(jié)構(gòu),未來(lái)隨著3D打印成本下降及接受度提升,3D機(jī)器人骨骼、肢體等部件制造領(lǐng)域打開(kāi)市場(chǎng)空間。研發(fā)3D打印可用于快速制作人形機(jī)器人手板(外殼、內(nèi)部功能性結(jié)構(gòu))機(jī)器人AtlasPOPPYRoboy廠商美國(guó)波士頓動(dòng)力機(jī)器人AtlasPOPPYRoboy廠商美國(guó)波士頓動(dòng)力法國(guó)INRIAFlowers瑞士Devanthro首次推出年份2013年2016年2017年3D打印應(yīng)用領(lǐng)域核心零部件(包括腿、液壓動(dòng)力單元HPU、伺服閥等)除馬達(dá)和電子電路以外的所有零件采用3D打?。òü趋赖龋┘∪夤趋老到y(tǒng)示意圖資料來(lái)源:冠瑞模型,未知大陸,新浪VR,3D打印技術(shù)參考,GlobalRoboticsPlatform,DimitrisZervas《AutomaticControlandRobotics-Implementationofarobotplatformtostudybipedalwalking》(2016),諾研3D,3D打印產(chǎn)業(yè)布道者,浙商證券研究所4.4【3D打印-PEEK材料】人形機(jī)器人輕量化的關(guān)鍵,3D打印助力產(chǎn)業(yè)化4.4PEEK材料:PEEK材料:2023年12月,特斯拉展示Optimus-Gen2二代人形機(jī)器人,在不犧牲性能的情況(行走速度提高30%)下減重公斤,所依靠的是一種輕量化材料——PEEK材料。PEEK是高端工程塑料、比強(qiáng)度大,在滿足強(qiáng)度要求的前提下,可以大幅度減小材料本身的自重,成為實(shí)現(xiàn)“輕量化”的解決方案。預(yù)計(jì)未來(lái)PEEK材料將成為人形機(jī)器人產(chǎn)業(yè)化落地的重要一環(huán)。3D打印:2017年,華曙高科已發(fā)布全面覆蓋190℃~280℃燒結(jié)區(qū)域的超高溫商用型252P系列,經(jīng)過(guò)6年持續(xù)創(chuàng)新,華曙高科于2023年9月發(fā)布面向超高溫?zé)Y(jié)產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用的高分子增材制造系統(tǒng)——UT252P,可實(shí)現(xiàn)PEEK等高溫材料的穩(wěn)定高效燒結(jié)。圖:PEEK材料:人形機(jī)器人輕量化的重要一環(huán)資料來(lái)源:GB/T20878-2007不銹鋼和耐熱鋼、GB24511-2009承壓設(shè)備用不銹鋼鋼板及鋼帶、鋁合金及其加工手冊(cè),浙商證券研究所
圖:華曙高科:UT252P成功實(shí)現(xiàn)對(duì)PEEK等高溫材料的穩(wěn)定高效燒結(jié)性能指標(biāo)指標(biāo)含義說(shuō)明單位性能指標(biāo)指標(biāo)含義說(shuō)明單位PEEK鋼鋁合金比強(qiáng)度拉伸強(qiáng)度與密度的比值,值越大說(shuō)明材料在相同密度情況下強(qiáng)度越好Nm/kg150070190介電常數(shù)是反映絕緣能力特性的一個(gè)系數(shù)-優(yōu)差差耐化學(xué)性是指物體對(duì)酸液、堿水、有機(jī)溶劑浸泡的耐力-優(yōu)良良資料來(lái)源:華曙高科官方微信公眾號(hào),浙商證券研究所4.5【人形機(jī)器人】千億級(jí)市場(chǎng)空間,期待3D打印應(yīng)用滲透打開(kāi)4.5圖:2030年人形機(jī)器人市場(chǎng)空間有望達(dá)1692億元,8年CAGR=27%1,500
40%人形機(jī)器人潛在市場(chǎng)空間(億元,人民幣)YOY人形機(jī)器人潛在市場(chǎng)空間(億元,人民幣)YOY20%10%0%02021E
2022E
2023E
2024E
2025E
2026E
2027E
2028E
2029E
2030E
-10%2022E2023E2022E2023E2024E2025E2026E2027E2028E2029E2030ETOC世界總?cè)丝冢▋|人)808081828383848585YOY1.0%1.0%1.0%0.9%0.9%0.9%0.9%0.9%0.8%0-14歲人口占比25%25%25%25%25%25%25%24%24%65歲以上人口占比10%10%10%10%11%11%11%11%12%15-64歲人口占比65%65%65%65%64%64%64%64%64%目標(biāo)收入群體:前百分比1.1%1.3%1.7%2.3%3.1%4.1%5.0%5.9%6.8%目標(biāo)市場(chǎng)滲透率0.1%0.2%0.2%0.3%0.4%0.5%0.6%0.8%0.9%TOC端人形機(jī)器人需求量(萬(wàn)臺(tái))9.515.725.834.143.954.8TOB全球工業(yè)就業(yè)人數(shù)(億人)8.08.18.2全球服務(wù)業(yè)就業(yè)人數(shù)(億人)16.717.017.317.718.018.318.719.019.4人形機(jī)器人替代比例0.002%0.004%0.01%0.01%0.02%0.04%0.06%0.09%0.13%TOB端人形機(jī)器人需求量(萬(wàn)臺(tái))14.322.540.360.289.3122.4合計(jì)人形機(jī)器人保有量(萬(wàn)臺(tái))7.915.027.050.889.0155.0249.4382.5559.7人形機(jī)器人需求量(萬(wàn)臺(tái))23.738.266.094.4133.1177.2人形機(jī)器人均價(jià)(萬(wàn)元,人民幣)706050383024201714人形機(jī)器人潛在市場(chǎng)空間(億元,人民幣)254346449578740973122014491692YOY36%30%29%28%31%25%19%17%資料來(lái)源:浙商證券研究所測(cè)算4.63D打印市場(chǎng)空間:期待未來(lái)在人形機(jī)器人核心零部件中逐步導(dǎo)入4.6?? 目前3D打印在人形機(jī)器人仍待開(kāi)發(fā)中,暫無(wú)大批量量產(chǎn)應(yīng)用案例供參考。但從機(jī)器人4大核心零部件的占比的角度,空心杯電機(jī)+無(wú)框力矩電機(jī)+減速器+絲杠占比價(jià)值量合計(jì)約56%(基于100萬(wàn)臺(tái)銷量假設(shè),預(yù)計(jì)2030年合計(jì)市場(chǎng)空間達(dá)945億元),期待未來(lái)3D打印在人形機(jī)器人核心零部件中應(yīng)用滲透率提升、打開(kāi)成長(zhǎng)空間。圖:人形機(jī)器人:以特斯拉Optimus為例,感知、執(zhí)行系統(tǒng)拆分資料來(lái)源:2022AIDay(產(chǎn)品價(jià)格和使用數(shù)量為2030)
圖:人形機(jī)器人核心零部件價(jià)值量占比情況3605汽車、無(wú)人機(jī)/飛行汽車:新型場(chǎng)景應(yīng)用層出不窮055.1汽車:縮短研發(fā)周期、輕量化及定制化,3D打印在汽車制造領(lǐng)域優(yōu)勢(shì)顯著5.1縮短研發(fā)周期汽車產(chǎn)品會(huì)經(jīng)過(guò)數(shù)次迭代,3D打印能夠快速制造實(shí)物部件或件的原型。據(jù)3D打印技術(shù)參考,福特公司在德國(guó)默克尼希設(shè)立了用于縮短研發(fā)周期汽車產(chǎn)品會(huì)經(jīng)過(guò)數(shù)次迭代,3D打印能夠快速制造實(shí)物部件或件的原型。據(jù)3D打印技術(shù)參考,福特公司在德國(guó)默克尼希設(shè)立了用于福特快速技術(shù)中心僅需數(shù)小時(shí)便可完成原型打印。3D打印可以用于汽車原型制造實(shí)現(xiàn)汽車輕量化3D打印能夠通過(guò)優(yōu)化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)減少零部件質(zhì)量與數(shù)量,實(shí)現(xiàn)汽車車身的輕量化。據(jù)3D科學(xué)谷,通用汽車采用Autodesk的拓?fù)鋬?yōu)化將汽車座支架–座椅安全帶固定部位由8個(gè)零件集成為1部件相比先前的部件減重40%,強(qiáng)度增加20%。通用汽車通過(guò)拓?fù)鋬?yōu)化將8個(gè)零件集成為1個(gè)滿足個(gè)性化定制需求3D打印可以根據(jù)客戶需求自定義生產(chǎn),滿足汽車定制化需求。2020年,保時(shí)捷推出一款3D打印的全新形態(tài)的定制全桶式座椅,不僅更加符合人體工程學(xué),還具有更輕的重量(全桶式賽車座椅輕8%以上)和更好的乘坐舒適性。寶馬采用3D打印定制座椅383D打印技術(shù)參考,保時(shí)捷Newsroom,formlabs,3D科學(xué)谷,浙創(chuàng)三維官網(wǎng),西門子官網(wǎng),優(yōu)聯(lián)智造3D打印,搜狐汽車,唐龍汽車,浙商證券研究所5.2汽車:未來(lái)3D打印有望貫通打通汽車生產(chǎn)全生命周期5.2目前3D打印主要應(yīng)用于原型與零部件生產(chǎn)領(lǐng)域。由于3D打印具有快速成型的特點(diǎn),因此3D打印在汽車原型制作領(lǐng)域發(fā)揮著重要作用。同時(shí),由于3D打印能夠?qū)崿F(xiàn)復(fù)雜產(chǎn)品生產(chǎn),以及輕量化、定制化生產(chǎn),因此3D目前奔馳、寶馬、大眾、福特、本田等車企都在持續(xù)推進(jìn)3D打印技術(shù)。由于3D打印在復(fù)雜及定制化產(chǎn)品生產(chǎn)方面具備優(yōu)勢(shì),因此未來(lái)3D打印有望在復(fù)雜構(gòu)造產(chǎn)品及定制化產(chǎn)品方面進(jìn)一步打開(kāi)市場(chǎng)空間。未來(lái)3D打印有望打通汽車生產(chǎn)全生命周期。目前3D打印主要應(yīng)用于原型和零部件制造階段,且還未達(dá)到量產(chǎn)階段。隨著技術(shù)研發(fā)零部件整車長(zhǎng)期來(lái)看,3D打印有望用于整車打印3D打印用于制造汽車原型進(jìn)步、成本下降及車企認(rèn)知度的提高,未來(lái)3D研發(fā)零部件整車長(zhǎng)期來(lái)看,3D打印有望用于整車打印3D打印用于制造汽車原型年份品牌產(chǎn)品說(shuō)明示意圖2014大眾集團(tuán)工裝夾具2014年,大眾集團(tuán)葡萄牙工廠采購(gòu)了7臺(tái)FDM打印機(jī)進(jìn)行工裝夾具直接制造。2016年,葡萄牙工廠3D打印了約1000個(gè)工裝零件,該工廠在2016年節(jié)省了16萬(wàn)歐元的開(kāi)發(fā)成本,2017年達(dá)32.5萬(wàn)歐元,成本降低比例達(dá)91%;同時(shí),開(kāi)發(fā)時(shí)間也減少了95%,大大加快了產(chǎn)品上市速度。2017奔馳恒溫器采用鑄鋁合金3D打印的奔馳卡車的恒溫器,并通過(guò)了所有嚴(yán)格的質(zhì)量測(cè)試。2020保時(shí)捷座椅使用3D打印生產(chǎn)全桶式賽車座椅,主要用于座椅的部分中央?yún)^(qū)域(即座墊和背靠墊),不僅更加符合人體工程學(xué),還具有更輕的重量(相比傳統(tǒng)全桶式賽車座椅輕8%以上)和更好的乘坐舒適性。2021本田曲柄軸部件用3D打印技術(shù)制造樣品,從而實(shí)現(xiàn)車輛輕量化并提升發(fā)動(dòng)機(jī)燃油經(jīng)濟(jì)性。39資料來(lái)源:36Kr,新華觀點(diǎn),未知大陸,3D打印技術(shù)參考,保時(shí)捷Newsroom,搜狐汽車,唐龍汽車,南極熊3D打印網(wǎng),浙商證券研究所5.3汽車:預(yù)計(jì)2030年3D打印汽車市場(chǎng)空間將達(dá)204億美元5.3全球3D打印汽車動(dòng)力部件市場(chǎng)空間(百萬(wàn)美元)全球3D打印汽車動(dòng)力部件市場(chǎng)空間(百萬(wàn)美元)全球3D打印汽車內(nèi)飾市場(chǎng)空間(百萬(wàn)美元)(百萬(wàn)美元)(百萬(wàn)美元)全球3D打印汽車電子附件市場(chǎng)空間全球3D打印汽車車身市場(chǎng)空間全球3D打印汽車零部件市場(chǎng)空間(百萬(wàn)美元)全球3D打印汽車零部件市場(chǎng)空間(百萬(wàn)美元)40資料來(lái)源:3dpbm《AutomotiveAMAdditivemanufacturingfindsitsroleintheever-evolvingautomotivesector》(2021),浙商證券研究所5.4無(wú)人機(jī)/飛行汽車:碳纖維3D打印有望成為未來(lái)的主流技術(shù)5.4碳纖維復(fù)合材料具有比強(qiáng)度高、比模量高的特性。碳纖維復(fù)合材料主是由碳纖維與樹(shù)脂、金屬、陶瓷、橡膠等基體混合加工成的碳纖維復(fù)合材料,具有比強(qiáng)度高(輕質(zhì)、高強(qiáng)度)、比模量高(單位密度的彈性模量高)等特性。無(wú)人機(jī)/飛行汽車:碳纖維3D打印有望成為未來(lái)的主流技術(shù)。減重對(duì)于無(wú)人機(jī)/飛行速度與時(shí)長(zhǎng)。碳纖維因輕質(zhì)、高強(qiáng)、高模等特性而備受青睞。采用3D打印技術(shù)能夠減少碳纖維傳統(tǒng)生產(chǎn)的繁復(fù)工序,并實(shí)現(xiàn)輕量化。我們認(rèn)為未來(lái)隨著技術(shù)進(jìn)步、成本下降,碳纖維3D打印有望成為無(wú)人機(jī)/飛行汽車的主流技術(shù)圖:意大利無(wú)人機(jī)公司Soleon推出3D打印生物害蟲(chóng)防治無(wú)人機(jī)SoleonAgro資料來(lái)源:OFweek,三迪時(shí)空3D打印網(wǎng),騰訊汽車,中汽協(xié),浙商證券研究所
圖:俄羅斯Hoversurf公司推出采用3D打印碳纖維和金屬制造的飛行汽車Formula4106核心標(biāo)的、風(fēng)險(xiǎn)提示6.1核心標(biāo)的推薦6.1? 產(chǎn)業(yè)鏈綜合布局標(biāo)的:重點(diǎn)推薦鉑力特(3D打印設(shè)備+服務(wù)+材料)、華曙高科(3D打印設(shè)備+材料)關(guān)注有研粉材、銀邦股份、南風(fēng)股份、光韻達(dá)、沃特股份等。表:3D打印核心標(biāo)的估值表日期:2024/2/22EPS/元PE2022A公司代碼股價(jià)/元總市值/億元2022A2023E2024E2025
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