3C行業(yè)應(yīng)用鈦合金市場(chǎng)分析

3C行業(yè)應(yīng)用鈦合金市場(chǎng)分析1.鈦材加速導(dǎo)入3C行業(yè)，材料體系再次迎來(lái)革新3C產(chǎn)品即電腦、通信和消費(fèi)電子三類的總稱。通信主要是指手機(jī)，消費(fèi)電子則包括數(shù)碼相機(jī)、電視機(jī)、隨身聽(tīng)、電子辭典、影音播放器等。3C產(chǎn)品均需要外殼結(jié)構(gòu)件進(jìn)行支撐及保護(hù)，外殼結(jié)構(gòu)件的材料體系跟隨著產(chǎn)品的更迭及技術(shù)的進(jìn)步不斷變遷。以手機(jī)為例，手機(jī)邊框材質(zhì)經(jīng)歷了從塑料到金屬的轉(zhuǎn)變，目前金屬邊框主要使用了鋁合金和不銹鋼，但隨著今年榮耀、蘋(píng)果和小米等頭部手機(jī)廠商紛紛在其產(chǎn)品中導(dǎo)入鈦金屬材料，3C產(chǎn)品外殼結(jié)構(gòu)件的材料體系或?qū)⒂瓉?lái)新一輪的革新。1.1.從塑料到金屬，手機(jī)外殼材質(zhì)不斷變遷手機(jī)外殼需要兼具美觀和保護(hù)作用。隨著通信和數(shù)字技術(shù)的飛速發(fā)展，手機(jī)在短短二十幾年時(shí)間內(nèi)，已經(jīng)過(guò)了數(shù)次升級(jí)換代，成為科技進(jìn)步的時(shí)代縮影，而手機(jī)外殼不僅是手機(jī)強(qiáng)有力的防護(hù)傘，能有效地減少灰塵的侵襲，降低意外摔落的損害，增強(qiáng)手機(jī)的使用壽命，更重要的是能提升使用者的產(chǎn)品體驗(yàn)。因此，制作手機(jī)外殼的材料要求具有強(qiáng)度高、耐熱導(dǎo)熱性良好、具有電磁屏蔽性、尺寸穩(wěn)定、外觀好等特點(diǎn)，而成形產(chǎn)品則向輕薄化方向發(fā)展，以達(dá)到保護(hù)、散熱、美觀的作用，這也對(duì)手機(jī)外殼的成形工藝提出了更高的要求。早期的材質(zhì)：塑料早期的手機(jī)機(jī)身比較常見(jiàn)的材質(zhì)是工程塑料。工程塑料包括聚酰胺（PA）、聚碳酸酯（PC）、聚甲醛（POM）、聚對(duì)苯二甲酸丁二醇酯（PBT）、聚苯醚（PPE）和聚丙烯腈（ABS）等。根據(jù)手機(jī)技術(shù)資訊公眾號(hào)，常用于制造手機(jī)外殼的工程塑料主要有PC、ABS、PC+ABS三大類。這些工程塑料價(jià)格低廉、可塑性強(qiáng)、容易著色，例如諾基亞N9、HTC8X、iPhone5C等彩色智能手機(jī)，都是用的PC材料。但工程塑料的缺點(diǎn)較為明顯，比如強(qiáng)度低，散熱差，環(huán)境污染嚴(yán)重，廉價(jià)感等等，目前塑料材質(zhì)的邊框已使用較少。全金屬外殼：多采用鋁合金和不銹鋼金屬材質(zhì)在智能手機(jī)發(fā)展歷史中占據(jù)了重要的地位，金屬本身具有較為高端質(zhì)感，因此全金屬邊框在相當(dāng)一段長(zhǎng)的時(shí)間里壟斷了旗艦手機(jī)的機(jī)身材質(zhì)，其中運(yùn)用最廣泛的兩種金屬是鋁合金與不銹鋼。金屬因其電磁屏蔽性導(dǎo)致手機(jī)的天線設(shè)計(jì)十分困難，因此采用全金屬外殼方案的手機(jī)增加了各種“天線帶”設(shè)計(jì)來(lái)增強(qiáng)天線信號(hào)?！疤炀€帶”多使用納米注塑工藝制作，納米注塑是指納米成型技術(shù)(NMT，即NanoMoldingTechnology)，是金屬與塑料以納米技術(shù)結(jié)合的工藝，先將金屬表面經(jīng)過(guò)納米化處理后，塑料直接射出成型在金屬表面，讓金屬與塑料可以一體成形，塑料材質(zhì)的“天線帶”充當(dāng)了信號(hào)導(dǎo)通的通道。當(dāng)前的主流形式：金屬中框+玻璃后蓋隨著無(wú)線充電功能在手機(jī)中的普及，全金屬邊框變得不再適用。在典型的無(wú)線充電板內(nèi)部，都有一個(gè)直徑約為一英寸半的纏繞10至20圈的線圈。在手機(jī)背部還有一個(gè)類似的配對(duì)線圈。充電板內(nèi)的線圈采用大約1安培的交流電驅(qū)動(dòng)，頻率在200kHz左右。充電板中的電流產(chǎn)生磁場(chǎng)，反過(guò)來(lái)感應(yīng)手機(jī)中的線圈產(chǎn)生電流。手機(jī)中的線圈連接在整流器上，將交流電轉(zhuǎn)換成直流電，從而給手機(jī)充電。如果使用全金屬邊框，由于金屬自身為導(dǎo)體，無(wú)線充電的過(guò)程中在磁場(chǎng)的作用下同樣會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流，一方面造成了能量傳輸損失，另一方面會(huì)使得手機(jī)發(fā)熱。玻璃背板由于電導(dǎo)率幾乎為0，可以有效避免環(huán)繞電流的產(chǎn)生，此外，玻璃背板美觀度高，有利于信號(hào)的接收。當(dāng)下主流的中高端手機(jī)外殼形式多為金屬中框+玻璃后蓋，比如蘋(píng)果公司從iPhoneX系列開(kāi)始一直采用了金屬中框+玻璃后蓋的方案。1.2.大廠紛紛入局，鈦材引領(lǐng)新一輪3C材料體系革新3C頭部廠商近期紛紛發(fā)布鈦材3C產(chǎn)品。今年7月，榮耀發(fā)布了MagicV2折疊屏手機(jī)，其中軸蓋使用了鈦合金材料，并在制程中采用了3D打印工藝，鈦合金軸蓋的應(yīng)用是MagicV2得以將折疊屏手機(jī)厚度大幅降低的重要因素之一；今年9月，蘋(píng)果在秋季發(fā)布會(huì)上發(fā)布了全新的iPhone15Pro手機(jī)和AppleWatchUltra2手表，二者的邊框均使用了鈦合金材料，相比于使用不銹鋼邊框的iPhone14Pro，使用鈦合金邊框的iPhone15Pro重量由206g降低為187g；今年10月，小米發(fā)布小米14系列手機(jī)，其中小米14Pro提供了鈦金屬特別版，使用了99%純鈦材料，鈦金屬特別版受到了消費(fèi)者的青睞，目前各大渠道仍處于缺貨狀態(tài)。鈦材在3C行業(yè)的應(yīng)用由來(lái)已久，技術(shù)驅(qū)動(dòng)降本后大規(guī)模導(dǎo)入可期。鈦金屬并非近期才被應(yīng)用于3C行業(yè)，歷史上有多款高端定位的手機(jī)產(chǎn)品均使用到了鈦金屬，最早可追溯到2002年諾基亞發(fā)布的諾基亞8190，該手機(jī)的外殼使用了鈦金屬，此后雖有多款手機(jī)應(yīng)用了鈦金屬，但由于售價(jià)高昂，銷(xiāo)售量較少。蘋(píng)果公司對(duì)于鈦金屬的探索同樣由來(lái)已久，早在2001年發(fā)布的PowerBookG4上，蘋(píng)果就首次嘗試了鈦金屬。在iPhone5的機(jī)身內(nèi)部，也有使用鈦金屬打造的螺絲。而在機(jī)身上第一次使用鈦金屬，則是2019年發(fā)布的AppleWatchSeries5和AppleCard。不過(guò)鈦金屬一直存在成本高、加工難度大等不利于消費(fèi)產(chǎn)品使用的缺點(diǎn)，因此在長(zhǎng)時(shí)間里并未得到大規(guī)模應(yīng)用，蘋(píng)果公司也是等到首次使用鈦金屬的22年后才把它大批量應(yīng)用在iPhone上。隨著原材料的降價(jià)以及加工工藝的不斷進(jìn)步，我們認(rèn)為當(dāng)前鈦金屬的使用成本相較于過(guò)往得到了大幅降低。鈦金屬性能在多方面具備優(yōu)勢(shì)，在蘋(píng)果公司的引領(lǐng)下，未來(lái)大規(guī)模應(yīng)用確定性強(qiáng)。根據(jù)金太陽(yáng)2023年11月9日發(fā)布的調(diào)研活動(dòng)信息記錄表，鈦合金應(yīng)用較晚的主要原因在于鈦合金強(qiáng)度高、導(dǎo)熱系數(shù)低和化學(xué)活性高等特點(diǎn)，以前傳統(tǒng)工藝下鈦合金材質(zhì)的機(jī)械加工難度大、良率低、成本高，但目前在新工藝技術(shù)驅(qū)動(dòng)下，鈦合金應(yīng)用成本已大幅降低至3C消費(fèi)電子領(lǐng)域可接受范圍。2.鈦材在3C的應(yīng)用形式：純鈦、鈦合金和鈦鋁復(fù)合材料2.1.純鈦和鈦合金鈦金屬工業(yè)化應(yīng)用已有40年歷史，過(guò)往主要應(yīng)用于航空航天和軍工領(lǐng)域。鈦是20世紀(jì)80年代走向工業(yè)化生產(chǎn)的一種重要金屬，也是一種對(duì)經(jīng)濟(jì)和國(guó)防具有重要意義的新型金屬。鈦合金與鎂合金相似，它密度小、強(qiáng)度高、耐高溫和抗腐蝕性好等優(yōu)點(diǎn)，在航空航天和軍事領(lǐng)域中獲得了廣泛應(yīng)用，包括軍用、民用飛機(jī)、航空發(fā)動(dòng)機(jī)、導(dǎo)彈、艦艇、核反應(yīng)堆以及輕型火炮等。純鈦和鈦合金實(shí)質(zhì)上均是以鈦為基體金屬并添加合金元素的合金材料。工業(yè)純鈦一般鈦含量大于99%，但依然含有少量的鐵元素以及碳、氮、氫、氧等非金屬元素雜質(zhì)，本質(zhì)上仍為一種合金，但由于鈦含量高，因此通常被稱為純鈦；而在鈦金屬基體內(nèi)人為添加不同種類和含量的合金元素后則會(huì)形成通常意義上的鈦合金，通過(guò)調(diào)配合金元素添加比例，鈦合金能夠展現(xiàn)出多樣化的性能，鈦合金內(nèi)添加的合金元素種類包括鋁、鉬、釩等。常用的工業(yè)純鈦在國(guó)內(nèi)的牌號(hào)為T(mén)A2，常用的鈦合金在國(guó)內(nèi)的牌號(hào)為T(mén)C4，TC4中的主要合金元素為6%左右的鋁和4%左右的釩，因此TC4又常寫(xiě)為T(mén)i6Al4V。鈦具有同素異構(gòu)現(xiàn)象，有α和β兩種結(jié)構(gòu)。很多金屬存在同素異構(gòu)體，即在不同溫度下有不同的穩(wěn)態(tài)結(jié)構(gòu)，鐵、鎳、鈷、鈦等金屬均有同素異構(gòu)的性質(zhì)。鈦的熔點(diǎn)為1668℃，在低于882℃時(shí)呈密排六方晶格結(jié)構(gòu)，稱為α鈦；在882℃以上呈體心立方晶格結(jié)構(gòu)，稱為β鈦。利用鈦的上述兩種結(jié)構(gòu)的不同特點(diǎn)，添加適當(dāng)?shù)暮辖鹪囟玫讲煌M織的鈦合金。室溫下，鈦合金一般都是由以α-Ti為基的固溶體和以βTi為基的固溶體兩相組成，在室溫下按兩相占比的不同大致可分為α型、β型和α+β型三大類，我國(guó)分別以TA、TC、TB表示。α型鈦合金為α單相固溶體，β相含量極少，一般不能通過(guò)熱處理強(qiáng)化，強(qiáng)度較低，但其組織穩(wěn)定，具有較高耐高溫和抗蠕變性能。α+β型鈦合金平衡組織為（α+β）雙相，淬火后兩相同時(shí)得到強(qiáng)化，因此其強(qiáng)度、斷裂韌性和塑性都較好，綜合力學(xué)性能好。工業(yè)純鈦均為α型鈦合金，TC4為典型的α+β型鈦合金。TC4鈦合金的比強(qiáng)度顯著高于鋁合金和不銹鋼。TC4鈦合金的強(qiáng)度高且密度較低，比強(qiáng)度顯著高于3C行業(yè)常用的不銹鋼和鋁合金材料，能夠幫助3C產(chǎn)品輕量化的同時(shí)提高強(qiáng)度，其缺點(diǎn)主要是導(dǎo)熱率較低。榮耀MagicV2折疊屏手機(jī)軸蓋和AppleWatchUltra2均使用了單一的鈦合金材質(zhì)。2.2.鈦鋁復(fù)合材料鈦鋁復(fù)合材料兼具鈦和鋁的優(yōu)點(diǎn)，且具備一定的成本優(yōu)勢(shì)。鈦和鋁組成的鈦鋁復(fù)合材料兼具鈦合金和鋁合金的優(yōu)點(diǎn)，如比強(qiáng)度高、耐磨性好、優(yōu)良的耐蝕性、導(dǎo)熱性、比重輕等，最重要的是鈦鋁復(fù)合材料的材料和加工成本均低于鈦合金。目前，鈦鋁復(fù)合材料已在航天航空、炊具廚具、冶金機(jī)械、石油化工等多個(gè)領(lǐng)域進(jìn)行應(yīng)用。3C行業(yè)產(chǎn)品出貨量大，對(duì)成本把控較為嚴(yán)格，對(duì)于手機(jī)中框而言，采用全鈦材的方案成本較高。目前導(dǎo)入了鈦金屬材料的iPhone15Pro和小米14Pro鈦金屬版的中框材質(zhì)均為鈦鋁復(fù)合材料，其中iPhone手機(jī)使用了鈦合金和鋁合金進(jìn)行復(fù)合，而小米手機(jī)使用了99%工業(yè)純鈦和鋁合金進(jìn)行復(fù)合。鈦鋁復(fù)合材料通常采用固-固相復(fù)合的方式進(jìn)行結(jié)合。根據(jù)初復(fù)合時(shí)金屬相的不同，金屬?gòu)?fù)合材料的制備方法分為三大類，即固-固相復(fù)合法、固-液相復(fù)合法和液-液相復(fù)合法。由于鈦和鋁熱物理性能差異大，鈦鋁復(fù)合材料通常使用固-固相復(fù)合法，固-固相復(fù)合法可進(jìn)一步分為軋制復(fù)合法、擠壓復(fù)合法、爆炸復(fù)合法及擴(kuò)散焊接法等。軋制復(fù)合法軋制復(fù)合法是指將異種金屬板疊層組坯后送入軋機(jī)輥縫進(jìn)行軋制，依靠軋機(jī)的強(qiáng)大壓力使金屬板材發(fā)生塑性變形，待復(fù)合金屬表層發(fā)生破裂，露出新鮮金屬，在軋制力和溫度的共同作用下異種金屬原子在雙金屬界面互相擴(kuò)散，從而實(shí)現(xiàn)結(jié)合。軋制完成后，為提高界面結(jié)合強(qiáng)度，通常還需要進(jìn)行熱處理促進(jìn)鈦鋁界面的擴(kuò)散。軋制復(fù)合法具有工藝簡(jiǎn)單、生產(chǎn)效率高、成本低、便于批量化生產(chǎn)等優(yōu)點(diǎn)，可生產(chǎn)質(zhì)量穩(wěn)定的復(fù)合板。結(jié)合質(zhì)量與壓下率，軋制溫度，軋制速度，熱處理溫度和時(shí)間等參數(shù)有關(guān)。擠壓復(fù)合法擠壓復(fù)合法首先將基材和包覆金屬清理干凈，在將其放入擠壓模中，并以合適的溫度及合適的擠壓比擠壓成型，最終獲得金屬間緊密結(jié)合的復(fù)合材料。該方法主要用于生產(chǎn)雙金屬的管、棒、線材及簡(jiǎn)單斷面的型材，缺點(diǎn)是連續(xù)化生產(chǎn)的可能性不大，且對(duì)設(shè)備要求高。爆炸復(fù)合法爆炸復(fù)合法指利用炸藥爆炸時(shí)產(chǎn)生的高強(qiáng)化學(xué)能驅(qū)動(dòng)覆板高速碰撞基板，碰撞點(diǎn)產(chǎn)生的瞬間高壓不僅破壞了金屬板表層的氧化膜，露出新鮮表面，而且在新鮮金屬表面形成具有塑性變形、熔化、擴(kuò)散以及波形特征的焊接過(guò)渡區(qū)，從而實(shí)現(xiàn)高強(qiáng)度結(jié)合的一種金屬焊接技術(shù)。該方法具有工藝簡(jiǎn)單、成本低、應(yīng)用廣泛、產(chǎn)品尺寸不受限制等優(yōu)點(diǎn)，但是操作過(guò)程易受到環(huán)境因素影響，實(shí)驗(yàn)場(chǎng)地限制較大。擴(kuò)散焊接法擴(kuò)散焊接法是將被焊工件緊壓在一起，置于真空或保護(hù)氣氛中加熱，使兩焊件表面微觀凹凸不平處產(chǎn)生塑性變形達(dá)到緊密接觸，再經(jīng)保溫、原子相互擴(kuò)散而形成牢固的冶金連接的一種連接方法。此方法優(yōu)點(diǎn)在于可對(duì)性能和尺寸相差懸殊的材料進(jìn)行焊接。不同復(fù)合方法的實(shí)質(zhì)均為固相擴(kuò)散連接，軋制復(fù)合法和擴(kuò)散焊接法較為適用于手機(jī)中框鈦鋁復(fù)合材料的制備。雖然鈦鋁復(fù)合材料的制備方法多樣，但原理均為在壓力和溫度的作用下，鈦鋁界面金屬原子互擴(kuò)散從而實(shí)現(xiàn)冶金結(jié)合。界面層的形成是復(fù)合板實(shí)現(xiàn)冶金結(jié)合的標(biāo)志，界面層的形成可分為四個(gè)階段：①鈦、鋁原子的相互擴(kuò)散，并在局部形成飽和固溶體；②鈦/鋁兩側(cè)的飽和固溶體形核析出TiAl3相；③TiAl3不斷生長(zhǎng)并沿界面和深度方向擴(kuò)散；④隨著退火時(shí)間的延長(zhǎng)或溫度的升高，界面層厚度增大，并生成TiAl、TiAl2等中間化合物相。根據(jù)手機(jī)中框結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，我們認(rèn)為軋制復(fù)合法和擴(kuò)散焊接法較為適用于手機(jī)中框鈦鋁復(fù)合材料的制備。鈦鋁復(fù)合材料的界面強(qiáng)度低，未來(lái)手機(jī)中框或向單一鈦材演進(jìn)。雖然鈦鋁復(fù)合材料相較于單一鈦材具備成本優(yōu)勢(shì)，但由于鈦鋁界面僅通過(guò)金屬間化合物進(jìn)行結(jié)合，強(qiáng)度較低。根據(jù)《鈦-7A52鋁合金軋制復(fù)合工藝研究》一文展示的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，對(duì)于軋制復(fù)合的鈦鋁復(fù)合板材，即使在最優(yōu)的工藝參數(shù)下其界面強(qiáng)度也僅為70MPa左右，甚至遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于鋁合金的強(qiáng)度。我們認(rèn)為目前使用鈦鋁復(fù)合材料最重要的目的為降本，但鈦鋁復(fù)合材料存在界面結(jié)合強(qiáng)度低，異種材料加工過(guò)程中不均勻變形等問(wèn)題，隨著未來(lái)鈦材加工工藝的進(jìn)步，手機(jī)中框材料或由現(xiàn)在的鈦鋁復(fù)合材料向單一鈦材演進(jìn)。3.3D打?。衡伈膽?yīng)用最受益環(huán)節(jié)，市場(chǎng)或存預(yù)期差3.1.鈦合金CNC加工難度大，3D打印可減少CNC加工環(huán)節(jié)鈦合金加工難度大，加工成本高，為制約鈦材應(yīng)用的主要因素。過(guò)去3C產(chǎn)品的金屬外殼多使用CNC加工，鈦合金是一種典型的難加工金屬材料，其在加工時(shí)有如下特點(diǎn)：1）變形系數(shù)小。與切削普通鋼材相比，切削過(guò)程中切屑在前刀面上流動(dòng)的路程很短，切屑沿前刀面流出過(guò)程中產(chǎn)生的嚴(yán)重摩擦磨損區(qū)十分靠近主切削刃，導(dǎo)致在前刀面上主切削刃附近產(chǎn)生更大的應(yīng)力和更多的切削熱。刃口容易發(fā)生磨損，甚至產(chǎn)生破損。2）切削溫度較高。原因有2個(gè)方面：一是鈦合金的熱導(dǎo)率很小，通過(guò)被切削工件本身散熱的能力很差；二是切屑與前刀面的接觸區(qū)域非?？拷邢魅校邢鳠岷茈y散出，致使切削溫度很高。3）彈性回復(fù)大。鈦合金彈性模量小，在切削過(guò)程中工件受到切削力的作用容易產(chǎn)生變形，且已加工表面也容易發(fā)生回彈。一方面，切削變形使零件的幾何精度難以保證；另一方面，已加工表面回彈增大了已加工表面與刀具后刀面的接觸面積，增加了后刀面產(chǎn)生的切削力和刀具磨損，且容易引起切削振動(dòng)，降低表面加工質(zhì)量。4）易于生成加工硬化層。鈦元素在高溫時(shí)化學(xué)活性高，在工件表面容易生成由含鈦化合物組成的硬化層，加劇了刀具磨損。5）使用硬質(zhì)合金刀具易于發(fā)生粘結(jié)磨損。在鈦的化學(xué)親和作用和高溫高壓作用下，鈦合金切屑容易粘結(jié)在硬質(zhì)合金刀具的刀尖上，并在脫落時(shí)使刀尖產(chǎn)生粘結(jié)磨損。6）切屑易燃。鈦合金燃點(diǎn)低，干切削時(shí)較高的切削溫度容易引燃切屑。高速干銑削時(shí)銑刀如果粘結(jié)大量團(tuán)狀切屑，如不及時(shí)處理，高溫下切屑易被引燃而發(fā)生事故。鈦合金難以加工的特性使得在用傳統(tǒng)的CNC方式對(duì)鈦合金進(jìn)行加工時(shí)良率低，成本高昂。3D打印后的毛坯件與最終零件的形狀尺寸接近，可大幅減少CNC加工量。3D打印為一種數(shù)字化的制造方式，制造過(guò)程包括：1）3D建模。用CAD軟件構(gòu)建目標(biāo)產(chǎn)品的三維模型；2）轉(zhuǎn)化為STL文件。將模型文件轉(zhuǎn)化為適用于3D打印的STL文件格式；3）切片處理。將STL文件導(dǎo)入切片軟件進(jìn)行切片處理；4）切片及路徑規(guī)劃：生成切片信息及打印路徑；5）進(jìn)行打印。3D打印設(shè)備根據(jù)接收到的信息進(jìn)行制造過(guò)程；6）后處理。包括清粉、切割取樣和熱處理等步驟。通過(guò)對(duì)材料進(jìn)行層層累加的增材制造，3D打印完成后的毛坯件已經(jīng)十分接近最終成品的形狀和尺寸，因此僅需進(jìn)行后道的精加工和表面處理等步驟，事實(shí)上可以認(rèn)為3D打印直接代替了CNC中的粗加工環(huán)節(jié)，大幅減少了CNC加工量。3.2.3C行業(yè)對(duì)3D打印的相關(guān)需求測(cè)算：市場(chǎng)或存預(yù)期差鈦合金的折疊屏軸蓋、手表表殼以及手機(jī)中框均有望選用3D打印進(jìn)行批量生產(chǎn)。3D打印的生產(chǎn)成本較高，過(guò)去一直被認(rèn)為在大規(guī)模的生產(chǎn)中不具備經(jīng)濟(jì)效益，因此主要應(yīng)用于航空航天等高附加值領(lǐng)域，在民用工業(yè)中通常被用來(lái)進(jìn)行原型試制或是定制化的小批量生產(chǎn)，但3C行業(yè)鈦合金的應(yīng)用有望改變這一現(xiàn)狀。首先3D打印近年成本下降很快，從粉末原材料到打印設(shè)備的價(jià)格均有大幅的下降，其次鈦合金自身難以加工的特點(diǎn)使得其CNC加工成本同樣高昂，因此對(duì)于3C行業(yè)的小型鈦合金精密結(jié)構(gòu)件的加工而言，3D打印和CNC的成本差距被不斷縮小。今年7月榮耀發(fā)布MagicV2折疊屏手機(jī)，官宣采用3D打印進(jìn)行鈦合金軸蓋的生產(chǎn)，標(biāo)志著在大批量生產(chǎn)中導(dǎo)入3D打印技術(shù)成為可能。我們認(rèn)為未來(lái)鈦合金的折疊屏軸蓋、手表表殼以及手機(jī)中框均有望選用3D打印進(jìn)行批量生產(chǎn)，技術(shù)路線為工業(yè)應(yīng)用較為成熟的SLM（SelectiveLaserMelting，選區(qū)激光熔化）。3.2.1.鈦合金3D打印成本拆解3D打印的成本和產(chǎn)能與諸多因素相關(guān)，由于缺乏權(quán)威數(shù)據(jù)，我們?cè)跍y(cè)算時(shí)參考了市場(chǎng)中大量公開(kāi)信息并結(jié)合自身對(duì)技術(shù)和工藝的理解，力求做到使測(cè)算結(jié)果接近實(shí)際。3D打印成本主要由原材料、設(shè)備折舊、電費(fèi)、保護(hù)氣體費(fèi)用、清粉和熱處理等后處理費(fèi)用以及人工費(fèi)用組成，我們據(jù)此對(duì)單g鈦合金3D打印成本進(jìn)行了拆解。原材料費(fèi)用當(dāng)前國(guó)產(chǎn)TC4鈦合金粉末的價(jià)格約600-800元/kg，我們?nèi)≈虚g值為0.7元/g。設(shè)備折舊費(fèi)用我們以配置4激光的SLM3D打印設(shè)備為例，為測(cè)算打印單g鈦合金對(duì)應(yīng)的設(shè)備折舊，需要考慮的關(guān)鍵參數(shù)為打印效率、每年設(shè)備運(yùn)行時(shí)間和設(shè)備折舊年限。1）打印效率打印效率為測(cè)算中最為重要的參數(shù)。我們查詢了鉑力特和華曙高科官網(wǎng)，其標(biāo)稱的設(shè)備單激光打印效率均為25cm3/h，即每小時(shí)可以成型體積為25cm3的金屬，目前市場(chǎng)上多按該效率進(jìn)行相關(guān)測(cè)算。但鉑力特對(duì)該數(shù)據(jù)進(jìn)行了標(biāo)注，表明打印效率與零件的形狀、尺寸、材料和參數(shù)有關(guān)。我們查閱了鉑力特和華曙高科過(guò)往公開(kāi)的部分3D打印實(shí)際案例，涵蓋航空航天、模具、汽車(chē)、醫(yī)療多個(gè)產(chǎn)業(yè)不同材質(zhì)的打印產(chǎn)品，根據(jù)其給出的打印重量，打印時(shí)間，打印設(shè)備配置的激光數(shù)量以及查閱相應(yīng)材料的密度，計(jì)算出過(guò)往打印案例中實(shí)際的單激光平均加工效率。經(jīng)過(guò)我們的計(jì)算，在實(shí)際打印案例中單激光的平均打印效率約為2-6cm3/h，和設(shè)備標(biāo)稱的25cm3/h差異較大。我們認(rèn)為設(shè)備商給出的效率為設(shè)備在理想工作狀態(tài)下的瞬時(shí)峰值效率，但實(shí)際打印中為了保證材料致密無(wú)缺陷以及獲得較高的表面質(zhì)量，會(huì)在效率上進(jìn)行妥協(xié)，使得每層的打印厚度和激光功率均無(wú)法設(shè)置成最高，此外每層打印間后都會(huì)有鋪粉時(shí)間，該時(shí)間為非有效激光打印時(shí)間，但在計(jì)算平均打印效率時(shí)同樣需要將非有效打印時(shí)間同樣計(jì)算在內(nèi)。諸多因素導(dǎo)致實(shí)際打印過(guò)程中平均效率會(huì)遠(yuǎn)低于標(biāo)稱的最大效率。我們認(rèn)為通過(guò)過(guò)往實(shí)際打印案例測(cè)算出來(lái)的打印效率更具備參考意義，考慮到3C行業(yè)打印的產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)化程度較高，因此效率可能會(huì)相較于過(guò)往的打印案例有所提升，我們認(rèn)為3C鈦合金產(chǎn)品實(shí)際打印效率為4-8cm3/h。2）每年設(shè)備運(yùn)行時(shí)間3D打印設(shè)備并不能做到24h不間斷加工，因?yàn)樵O(shè)備在完成一次零件打印后，需要停機(jī)進(jìn)行零件獲取，并對(duì)金屬3D打印設(shè)備進(jìn)行粉末清理、粉末裝填、重新設(shè)定打印參數(shù)后再開(kāi)始下一批次打印。由于成形尺寸越大的設(shè)備一次能夠成形的零件尺寸越大、零件數(shù)量越多，其單次打印時(shí)間一般也越長(zhǎng)，需要停機(jī)進(jìn)行零件獲取、粉末填充、設(shè)定參數(shù)等的頻次較少，全年可實(shí)際運(yùn)行的工作機(jī)時(shí)數(shù)也就越多。一般情況下尺寸越大的設(shè)備由于單次打印的時(shí)間長(zhǎng)，每年可運(yùn)行時(shí)間也越久。據(jù)鉑力特2022年12月披露的《關(guān)于西安鉑力特增材技術(shù)股份有限公司向特定對(duì)象發(fā)行股票申請(qǐng)文件的審核問(wèn)詢函的回復(fù)（豁免版）（修訂稿）》，公司根據(jù)各類型金屬3D打印設(shè)備歷史運(yùn)行及生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，每年金屬3D打印設(shè)備運(yùn)行時(shí)長(zhǎng)分別為超大尺寸設(shè)備5400小時(shí)、大尺寸設(shè)備4860小時(shí)以及其他設(shè)備4050小時(shí)。我們認(rèn)為大型和超大型3D打印設(shè)備主要用于航空航天領(lǐng)域，用于民用領(lǐng)域的通常為中小型設(shè)備，因此按照每年設(shè)備運(yùn)行4050小時(shí)進(jìn)行匡算較為合理。3）設(shè)備折舊年限金屬3D打印設(shè)備的使用壽命通常在10年以上。鉑力特2022年12月披露的《關(guān)于西安鉑力特增材技術(shù)股份有限公司向特定對(duì)象發(fā)行股票申請(qǐng)文件的審核問(wèn)詢函的回復(fù)（豁免版）（修訂稿）》中在進(jìn)行相關(guān)測(cè)算時(shí)亦按照10年對(duì)設(shè)備進(jìn)行折舊，因此我們假設(shè)設(shè)備折舊年限為10年。單臺(tái)4激光3D打印設(shè)備目前的市場(chǎng)價(jià)格約為300萬(wàn)元。根據(jù)上述假設(shè)，我們分別按4、6、8cm3/h的效率對(duì)單g鈦合金3D打印對(duì)應(yīng)的折舊費(fèi)用進(jìn)行測(cè)算，并展示按照設(shè)備標(biāo)稱的25cm3/h效率測(cè)算出的對(duì)應(yīng)折舊費(fèi)用作為對(duì)比。通過(guò)計(jì)算，4、6、8cm3/h的單激光打印效率對(duì)應(yīng)的單g鈦合金3D打印設(shè)備折舊費(fèi)用分別為1.029、0.686和0.514元，而若按照設(shè)備標(biāo)稱的25cm3/h的單激光打印效率，對(duì)應(yīng)單g鈦合金3D打印設(shè)備折舊費(fèi)用僅為0.165元。電費(fèi)根據(jù)鉑力特官網(wǎng)的設(shè)備參數(shù)，4激光的S450設(shè)備功率不大于15kW，我們按照10kW進(jìn)行測(cè)算，并假設(shè)工業(yè)用電費(fèi)用為0.8元/kWh。計(jì)算得出4、6、8、25cm3/h的單激光打印效率對(duì)應(yīng)的單g鈦合金3D打印電費(fèi)分別為0.111、0.074、0.056元和0.018元。氣體費(fèi)用鈦合金打印過(guò)程中需要輸入高純氬氣進(jìn)行保護(hù)，防止金屬氧化。根據(jù)華曙高科官網(wǎng)的設(shè)備參數(shù)，4激光的FS422M設(shè)備的氣體消耗量為3-5L/min，我們按照5L/min進(jìn)行測(cè)算。氣體氬氣和液體氬氣的密度分別為1.784kg/m3和1400kg/m3，高純液氬的價(jià)格約5元/L。計(jì)算得出4、6、8、25cm3/h的單激光打印效率對(duì)應(yīng)的單g鈦合金3D打印氣體費(fèi)用分別為0.027、0.018、0.013元和0.004元。其他費(fèi)用除上述費(fèi)用外，3D打印的其他費(fèi)用包括其他制造費(fèi)用，如清粉費(fèi)用、線切割費(fèi)用、熱處理費(fèi)用、外協(xié)加工費(fèi)用等以及直接人工費(fèi)用。據(jù)鉑力特2022年12月披露的《關(guān)于西安鉑力特增材技術(shù)股份有限公司向特定對(duì)象發(fā)行股票申請(qǐng)文件的審核問(wèn)詢函的回復(fù)（豁免版）（修訂稿）》，公司金屬3D打印定制化產(chǎn)品2019至2021年其他制造費(fèi)用占收入比率分別為20.16%、22.35%、28.33%，并在2022年1-9月回落至23.49%，報(bào)告期內(nèi)各完整會(huì)計(jì)年度平均值為23.61%。由于該部分費(fèi)用涵蓋了電費(fèi)和氣體費(fèi)用，我們假設(shè)除設(shè)備折舊、電費(fèi)和氣體費(fèi)用外其他制造費(fèi)用占營(yíng)收的20%，按照打印產(chǎn)品50%毛利率測(cè)算則占成本的比例為40%。根據(jù)鉑力特招股說(shuō)明書(shū)，2016-2018年公司3D打印定制化產(chǎn)品的直接人工費(fèi)用占成本比值分別為16.00%、15.42%和18.78%，而根據(jù)鉑力特2022年12月披露的《關(guān)于西安鉑力特增材技術(shù)股份有限公司向特定對(duì)象發(fā)行股票申請(qǐng)文件的審核問(wèn)詢函的回復(fù)（豁免版）（修訂稿）》，公司新擴(kuò)產(chǎn)的3D打印定制化產(chǎn)品達(dá)產(chǎn)后直接人工費(fèi)用占成本比值為10%左右，我們認(rèn)為隨著3D打印設(shè)備自動(dòng)化水平的提高，對(duì)操作人員的數(shù)量要求逐步降低，且3C行業(yè)3D打印產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)化程度高，對(duì)操作人員數(shù)量的要求不會(huì)高于鉑力特新擴(kuò)產(chǎn)的3D打印定制化產(chǎn)品生產(chǎn)線，因此假設(shè)直接人工費(fèi)用占成本比值為10%。綜上，其他費(fèi)用在成本中的占比為50%。3D打印總成本依據(jù)以上測(cè)算，在單激光4、6、8和25cm3/h的加工效率下單g鈦合金的3D打印成本分別為3.734、2.955和2.566和1.773元。目前鈦合金3D打印的報(bào)價(jià)約為7元/g，鉑力特2019-2022年3D打印定制化產(chǎn)品的毛利率分別為59.04%、59.71%、48.89%和58.64%，由于鉑力特的3D定制化產(chǎn)品部分使用自產(chǎn)粉末材料，因此毛利率較高。我們假設(shè)鈦合金3D打印毛利率為45-50%，則單g鈦合金的3D打印的成本為3.5-3.85元，該價(jià)格與設(shè)定單激光效率為4cm3/h時(shí)測(cè)算出的成本接近，且大大高于按照單激光效率25cm3/h測(cè)算出的加工成本，這再一次佐證了實(shí)際加工過(guò)程中的的單激光平均效率遠(yuǎn)遠(yuǎn)無(wú)法達(dá)到標(biāo)稱的25cm3/h。3.2.2.3C行業(yè)鈦合金部件3D打印相關(guān)市場(chǎng)空間測(cè)算測(cè)算3D打印設(shè)備需求量時(shí)，需要得知對(duì)于某一鈦合金結(jié)構(gòu)件，單臺(tái)3D打印設(shè)備的年產(chǎn)能，測(cè)算年產(chǎn)能所需的數(shù)據(jù)為每年設(shè)備運(yùn)行時(shí)間、激光數(shù)量、單激光加工效率和產(chǎn)品重量。我們?cè)诮酉聛?lái)的測(cè)算中繼續(xù)沿用前述的每年設(shè)備運(yùn)行時(shí)間為4050小時(shí)，設(shè)備激光數(shù)量為4，并采用成本測(cè)算結(jié)果最接近實(shí)際成本時(shí)對(duì)應(yīng)的單激光效率為當(dāng)前的效率水平，即4cm3/h。3.2.2.1.折疊屏手機(jī)軸蓋鈦合金軸蓋重量：由于未查詢到折疊屏手機(jī)軸蓋的重量數(shù)據(jù)，我們使用了榮耀在折疊屏手機(jī)專利《同步轉(zhuǎn)動(dòng)裝置、轉(zhuǎn)軸機(jī)構(gòu)及折疊式電子設(shè)備》中的產(chǎn)品圖紙近似計(jì)算出了軸蓋的體積為1.32cm3，按照鈦合金密度4.5g/cm3計(jì)算得到鈦合金軸蓋重量為5.94g。由于3D打印過(guò)程中留有部分的后道加工余量以及存在支撐結(jié)構(gòu)，最終成品的重量約為3D打印毛坯件的90%左右，據(jù)此假設(shè)3D打印鈦合金軸蓋毛坯件的重量為7g。我們測(cè)算了2023-2027年折疊屏手機(jī)鈦合金軸蓋的3D打印市場(chǎng)空間，其中做出了如下關(guān)鍵假設(shè)：1）根據(jù)TrendForce預(yù)測(cè)，2023年折疊手機(jī)的出貨量將達(dá)到約1830萬(wàn)部，另?yè)?jù)ITBEAR科技資訊，預(yù)計(jì)2027年折疊手機(jī)的出貨量可能會(huì)達(dá)到7000萬(wàn)部。由于今年榮耀等廠商推出了有競(jìng)爭(zhēng)力的新款折疊屏手機(jī)，對(duì)整體銷(xiāo)量有一定的提振，我們謹(jǐn)慎預(yù)計(jì)2023-2027年折疊屏手機(jī)出貨量分別為2000萬(wàn)部、2600萬(wàn)部、3500萬(wàn)部、4800萬(wàn)部和6500萬(wàn)部；2）2023-2027年折疊屏手機(jī)3D打印鈦合金軸蓋的滲透率分別為5%、15%、30%、50%和80%；3）2023-2027年單激光3D打印效率每年提高0.5cm3/h，分別為4.0、4.5、5.0、5.5和6cm3/h；4）2023-2027年4激光3D打印設(shè)備的價(jià)格每年降價(jià)20萬(wàn)元，分別為300萬(wàn)元、280萬(wàn)元、260萬(wàn)元、240萬(wàn)元和220萬(wàn)元；5）2023-2027年單g鈦合金3D粉末價(jià)格每年降價(jià)10%，分別為0.7元、0.63元、0.57元、0.51元和0.46元；6）將如上數(shù)據(jù)帶入我們此前的3D打印成本測(cè)算模型，可以得到2024-2027年單g鈦合金3D打印成本分別為3.21元、2.79元、2.42元和2.11元；7）假設(shè)2023年單g鈦合金3D打印價(jià)格為7元，隨著市場(chǎng)規(guī)模的擴(kuò)大，2024-2027鈦合金3D打印產(chǎn)品的毛利率小幅下行，分別為47%、45%、43%和42%，對(duì)應(yīng)2024-2027年單g鈦合金3D打印價(jià)格分別為6.06元、5.07元、4.25元和3.64元；8）根據(jù)華曙高科招股說(shuō)明書(shū)，其2021年采購(gòu)的激光器和振鏡均價(jià)分別為6.32和6.45萬(wàn)元，近年3D打印廠商正在逐步導(dǎo)入國(guó)產(chǎn)激光器和振鏡，其中激光器的導(dǎo)入進(jìn)度較快，假設(shè)2023年3D打印激光器和振鏡的均價(jià)分別為5萬(wàn)元和6萬(wàn)元，并且隨著國(guó)產(chǎn)化的推進(jìn)，均價(jià)每年下降0.5萬(wàn)元。即2023-2027年激光器均價(jià)為5萬(wàn)元、4.5萬(wàn)元、4萬(wàn)元、3.5萬(wàn)元和3萬(wàn)元，振鏡均價(jià)為6萬(wàn)元、5.5萬(wàn)元、5萬(wàn)元、4.5萬(wàn)元和4萬(wàn)元。依據(jù)以上數(shù)據(jù)，我們測(cè)算出每臺(tái)四激光3D打印設(shè)備目前鈦合金軸蓋的年產(chǎn)能為4.17萬(wàn)個(gè)，2027年可提升至6.25萬(wàn)個(gè)。根據(jù)設(shè)備產(chǎn)能測(cè)算出的3D打印產(chǎn)品、3D打印設(shè)備、3D打印粉末、激光器和振鏡的市場(chǎng)空間參見(jiàn)表格。3.2.2.2.AppleWatch表殼鈦合金表殼重量：根據(jù)微機(jī)分WekiHome對(duì)第一代AppleWatchUltra手表的拆解，其鈦合金表殼最終成品的重量為12.0g，由于3D打印過(guò)程中留有部分的后道加工余量以及存在支撐結(jié)構(gòu)，最終成品的重量約為3D打印毛坯件的90%左右，據(jù)此假設(shè)3D打印鈦合金表殼毛坯件的重量為14g。我們測(cè)算了2023-2027年AppleWatch鈦合金表殼的3D打印市場(chǎng)空間，其中做出了如下關(guān)鍵假設(shè)：1）根據(jù)WatchFaces數(shù)據(jù)，蘋(píng)果手表出貨量從2015年的830萬(wàn)塊提高到2022年的5390萬(wàn)塊，另?yè)?jù)Counterpoint數(shù)據(jù)，蘋(píng)果手表2023年第二季度全球出貨量同比下降10%。我們認(rèn)為雖然2023年蘋(píng)果手表銷(xiāo)量有所下滑，但依靠持續(xù)創(chuàng)新，未來(lái)出貨量仍有望保持小幅增長(zhǎng)。我們預(yù)計(jì)2023-2027年AppleWatch出貨量分別為5000萬(wàn)個(gè)、5500萬(wàn)個(gè)、6000萬(wàn)個(gè)、6500萬(wàn)個(gè)和7000萬(wàn)個(gè)；2）2023-2027年AppleWatch3D打印鈦合金表殼的滲透率分別為0%、8%、20%、40%和80%；其余假設(shè)沿用測(cè)算軸蓋時(shí)的3）~8）。依據(jù)以上數(shù)據(jù)，我們測(cè)算出每臺(tái)四激光3D打印設(shè)備目前鈦合金表殼的年產(chǎn)能為2.08萬(wàn)個(gè)，2027年可提升至3.12萬(wàn)個(gè)。根據(jù)設(shè)備產(chǎn)能測(cè)算出的3D打印產(chǎn)品、3D打印設(shè)備、3D打印粉末、激光器和振鏡的市場(chǎng)空間參見(jiàn)表格。3.2.2.3.iPhone中框鈦合金中框重量：由于目前iPhone15Pro采用了鈦鋁復(fù)合材料中框，所以無(wú)法獲知全部采用鈦合金時(shí)中框的實(shí)際重量，我們嘗試對(duì)全鈦合金的iPhone中框重量進(jìn)行間接測(cè)算。上一代的iPhone14使用了鋁合金中框，重量為172g，iPhone14Pro使用了不銹鋼中框，重量為206g，我們假設(shè)兩種型號(hào)的手機(jī)重量差異完全來(lái)自于中框材質(zhì)的不同，不銹鋼和鋁合金的密度差為5.2g/cm3，據(jù)此可以測(cè)算出iPhone14手機(jī)中框體積為6.54cm3，如果中框材質(zhì)更換為鈦合金，依據(jù)鈦合金密度4.5g/cm3可以測(cè)算出全鈦合金的iPhone中框重量為29.4g。由于3D打印過(guò)程中留有部分的后道加工余量以及存在支撐結(jié)構(gòu)，最終成品的重量約為3D打印毛坯件的90%左右，據(jù)此假設(shè)3D打印鈦合金中框毛坯件的重量為35g。我們測(cè)算了2023-2027年iPhone鈦合金中框的3D打印市場(chǎng)空間，其中做出了如下關(guān)鍵假設(shè)：1）根據(jù)迪賽智慧數(shù)，2015-2022年iPhone銷(xiāo)量為1.96-2.38億部之間，我們預(yù)計(jì)未來(lái)iPhone銷(xiāo)量仍將保持相對(duì)穩(wěn)定，預(yù)計(jì)2023-2027年iPhone出貨量為2.2億部；2）2023-2027年iPhone3D打印鈦合金中框的滲透率分別為0%、0.3%、3%、10%和25%；其余假設(shè)沿用測(cè)算軸蓋時(shí)的3）~8）。依據(jù)以上數(shù)據(jù)，我們測(cè)算出每臺(tái)四激光3D打印設(shè)備目前鈦合金中框的年產(chǎn)能為0.83萬(wàn)個(gè)，2027年可提升至1.25萬(wàn)個(gè)。根據(jù)設(shè)備產(chǎn)能測(cè)算出的3D打印產(chǎn)品、3D打印設(shè)備、3D打印粉末、激光器和振鏡的市場(chǎng)空間參見(jiàn)表格。3.2.2.4.軸蓋+表殼+中框市場(chǎng)空間合計(jì)對(duì)上述的測(cè)算結(jié)果進(jìn)行加總，在2027年3D打印鈦合金折疊屏軸蓋80%滲透率，3D打印鈦合金AppleWatch表殼80%滲透率，3D打印鈦合金iPhone中框25%的滲透率前提下，2023-2027年累計(jì)的3D打印產(chǎn)品、3D打印設(shè)備、3D打印粉末、3D打印激光器和3D打印振鏡的市場(chǎng)規(guī)模分別198.43億元、164.40億元、24.19億元、9.41億元和12.22億元；2027年當(dāng)年的3D打印產(chǎn)品、3D打印設(shè)備、3D打印粉末、3D打印激光器和3D打印振鏡的市場(chǎng)空間分別為111.86億元、83.29億元、14.11億元、4.54億元和6.06億元。此外，2027年軸蓋+表殼+中框?qū)?D打印設(shè)備的累計(jì)需求數(shù)量超過(guò)7000臺(tái)，當(dāng)年新增需求量達(dá)到3786臺(tái)，作為對(duì)比，根據(jù)WohlersAssociates統(tǒng)計(jì)，2021年全球金屬3D打印設(shè)備銷(xiāo)量?jī)H為2397臺(tái)，3C行業(yè)有望為金屬3D打印設(shè)備貢獻(xiàn)巨大的增量市場(chǎng)。3.3.為什么我們看好3D打印在3C行業(yè)的應(yīng)用前景3.3.1.多路徑降本，3D打印經(jīng)濟(jì)效益值得期待依靠原材料降價(jià)、設(shè)備降價(jià)和加工效率提升三個(gè)方面，3D打印依然有極大的降本空間。決定一種新工藝能否在工業(yè)上用于大批量生產(chǎn)，在最終的加工效果接近的前提下，很大程度上取決于新工藝相較于傳統(tǒng)工藝是否具備成本優(yōu)勢(shì)。在榮耀折疊屏手機(jī)已經(jīng)采用3D打印進(jìn)行鈦合金軸蓋批量化生產(chǎn)的背景下，我們有理由相信目前對(duì)于3C行業(yè)的小型鈦合金結(jié)構(gòu)件而言，使用3D打印路線的全流程生產(chǎn)成本已與傳統(tǒng)的CNC路線全流程生產(chǎn)成本差距不大。按照7元/g的鈦合金3D打印價(jià)格，目前鈦合金軸蓋、表殼和中框在3D打印環(huán)節(jié)的價(jià)格分別為49元、98元和245元。若我們前文中對(duì)原材料、加工效率和設(shè)備價(jià)格所假設(shè)的變化得以實(shí)現(xiàn)，則2027年鈦合金軸蓋、表殼和中框在3D打印環(huán)節(jié)的價(jià)格將下探至25.5元、51.0元和127.4元，相較于目前價(jià)格降幅接近一半。事實(shí)上，我們認(rèn)為此前對(duì)原材料、加工效率和設(shè)備價(jià)格變化所做出的假設(shè)均有望實(shí)現(xiàn)。原材料近年來(lái)，鈦合金3D打印粉末價(jià)格降幅巨大。金屬3D打印應(yīng)用方興之時(shí)，粉末材料及其昂貴，根據(jù)兩江科技評(píng)論公眾號(hào)2019年1月16日發(fā)布的文章《南科大：一種將3D打印鈦材料價(jià)格降低10倍的方法》，當(dāng)時(shí)高品質(zhì)進(jìn)口鈦粉的價(jià)格超過(guò)3000元/kg，國(guó)產(chǎn)粉的價(jià)格也在2600元/kg以上，根據(jù)寶雞博創(chuàng)達(dá)鈦業(yè)有限公司公眾號(hào)2021年12月31日發(fā)布的文章《3D打印增材制造用鈦合金的種類、應(yīng)用、粉末制備技術(shù)，及市場(chǎng)用量情況》，當(dāng)時(shí)國(guó)產(chǎn)和進(jìn)口鈦合金3D打印粉末價(jià)格基本在1300-1800元/kg，目前該數(shù)據(jù)為600-800元/kg?？梢钥闯鲡伜辖?D打印粉末近年的降價(jià)速度極快，但通過(guò)改進(jìn)制粉工藝、提高得粉率和回收制粉等措施，以及需求增長(zhǎng)帶來(lái)的規(guī)模效應(yīng)，未來(lái)粉末材料仍然存在較大降本空間。根據(jù)南極熊3D打印今年9月25日發(fā)布的報(bào)道文章《鈦合金再生粉3D打印抗拉強(qiáng)度高達(dá)1500兆帕，國(guó)內(nèi)已實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)，TC4價(jià)格低至300元/kg》，國(guó)內(nèi)廠商思銳增材通過(guò)鈦合金粗粉廢料回收再制粉已實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)，制得的TC4粉末價(jià)格低至300元/kg，該價(jià)格甚至遠(yuǎn)低于我們做出的2027年鈦合金粉末價(jià)格降至0.46元/g的假設(shè)。因此，我們認(rèn)為給予鈦合金3D打印粉末每年10%的降價(jià)幅度是合理審慎的。設(shè)備目前國(guó)產(chǎn)的激光3D打印設(shè)備大部分搭載了進(jìn)口激光器和掃描振鏡，激光器廠商主要為IPG，掃描振鏡廠商主要為Scanlab、諾萬(wàn)特等，目前國(guó)內(nèi)的3D打印設(shè)備商正在嘗試導(dǎo)入國(guó)產(chǎn)的激光器和振鏡，并取得了一定的進(jìn)展。根據(jù)華曙高科公告的《發(fā)行人及保薦機(jī)構(gòu)回復(fù)意見(jiàn)》，其2019-2021年間采購(gòu)的Scanlab振鏡均價(jià)為5.2-5.6萬(wàn)元，而2020年采購(gòu)國(guó)產(chǎn)菲鐳泰克振鏡的均價(jià)為3.8萬(wàn)元；2019-2021年間采購(gòu)的IPG激光器均價(jià)為7.5-11.6萬(wàn)元，同時(shí)期內(nèi)采購(gòu)的國(guó)產(chǎn)創(chuàng)鑫激光激光器的均價(jià)為3.8-4.1萬(wàn)元，國(guó)產(chǎn)振鏡和激光器價(jià)格顯著低于進(jìn)口品牌。3C行業(yè)對(duì)3D打印設(shè)備的穩(wěn)定性要求低于航空航天，有望大規(guī)模導(dǎo)入國(guó)產(chǎn)核心零部件，推動(dòng)設(shè)備的降本。此外目前3D打印設(shè)備的銷(xiāo)量較小，規(guī)?；笸瑯幽軌蝌?qū)動(dòng)降本。因此，我們認(rèn)為給予3D打印設(shè)備每年20萬(wàn)元的降幅是合理審慎的。加工效率相較于3D打印過(guò)往的應(yīng)用領(lǐng)域，3C行業(yè)的產(chǎn)品高度標(biāo)準(zhǔn)化，對(duì)于單一產(chǎn)品，當(dāng)工藝不斷成熟后加工效率有望得到提高。因此，我們認(rèn)為給出每年單激光提高0.5cm3/h的假設(shè)是合理審慎的。3D打印未來(lái)的降本空間值得期待，而作為一種應(yīng)用成熟的加工工藝，CNC的降本會(huì)較為緩慢。我們認(rèn)為未來(lái)鈦合金3D打印相對(duì)于CNC加工的經(jīng)濟(jì)性有望逐步顯現(xiàn)。3.3.2.3D打印符合ESG理念3D打印還存在一個(gè)附加優(yōu)勢(shì)，即相較于傳統(tǒng)的CNC工藝更加符合ESG的理念。ESG評(píng)價(jià)體系以環(huán)境（Environmental）、社會(huì)（Social）以及公司治理（Governance）三方面為核心，其中“E”聚焦環(huán)境，涵蓋污染排放，能源和水等自然資源的使用，業(yè)務(wù)活動(dòng)對(duì)環(huán)境和資源的影響，溫室氣體排放，碳足跡，生物多樣性等內(nèi)容。根據(jù)貝哲斯咨詢，3D打印能夠節(jié)省材料、降低能耗。據(jù)美國(guó)能效和可再生能源局，相較于傳統(tǒng)制造方法，增材制造可以將材料成本和浪費(fèi)降低近90%，同時(shí)將能耗降低25%。同時(shí)，目前越來(lái)越多的3D打印支持材料回收循環(huán)，進(jìn)而減少材料浪費(fèi)。ESG方面的顯著優(yōu)勢(shì)使得對(duì)于注重ESG的公司而言，在3D打印相較于CNC尚未完全顯現(xiàn)經(jīng)濟(jì)性效益時(shí)即會(huì)考慮使用3D打印工藝。4.復(fù)盤(pán)CNC在3C行業(yè)的應(yīng)用歷史，3D打印循步前行CNC是計(jì)算機(jī)數(shù)字控制機(jī)床(Computernumericalcontrol)的簡(jiǎn)稱，是一種由程序控制的自動(dòng)化機(jī)床。該控制系統(tǒng)能夠邏輯地處理具有控制編碼或其他符號(hào)指令規(guī)定的程序，并將其譯碼，從而使機(jī)床動(dòng)作并加工零件。CNC主要用于大規(guī)模的加工零件，其加工方式包括車(chē)外圓，鏜孔，車(chē)平面等等。可以編寫(xiě)程序，適用于批量生產(chǎn)，生產(chǎn)過(guò)程的自動(dòng)化程度較高。自從1952年美國(guó)麻省理工學(xué)院研制出世界上第一臺(tái)數(shù)控機(jī)床以來(lái)，數(shù)控機(jī)床不斷發(fā)展。在3C行業(yè)，CNC被用于各種金屬外觀件、結(jié)構(gòu)件等的加工，使用到的CNC設(shè)備包括加工中心、鉆銑攻牙機(jī)、精雕機(jī)和雕銑機(jī)等。CNC在3C行業(yè)得到大規(guī)模應(yīng)用，蘋(píng)果公司起到了極為重要的引領(lǐng)作用。始于MacBook2008年史蒂夫·喬布斯從一個(gè)馬尼拉信封中取出了兩磅重的MacBookAir筆記本電腦，震驚世界。它的最厚處僅為0.76英寸，是有史以來(lái)最薄的筆記本電腦，而完成這一壯舉主要?dú)w功于CNC工藝。MacBook使用了鋁合金一體成型(Unibody)工藝，鋁合金機(jī)身通過(guò)CNC機(jī)床精密加工，外殼的制造過(guò)程從鋁塊開(kāi)始，經(jīng)過(guò)多種不同的CNC加工工藝，包括鉆孔、切割平面、銑削曲線以及對(duì)鋁進(jìn)行總體成型，以打造出筆記本電腦的精密外殼。根據(jù)FinancialTimes報(bào)道，當(dāng)時(shí)CNC機(jī)床已經(jīng)存在幾十年，只不過(guò)每臺(tái)價(jià)值超過(guò)50萬(wàn)美元，并且通常只用于少量制造產(chǎn)品原型。三位前蘋(píng)果制造工程師稱，為了生產(chǎn)MacBook系列產(chǎn)品，公司買(mǎi)了一萬(wàn)多臺(tái)CNC機(jī)床，實(shí)現(xiàn)了喬布斯所說(shuō)的“一種全新的制造筆記本電腦的方式”。向iPhone和iPad延伸繼MacBook之后，蘋(píng)果進(jìn)一步將CNC工藝向其他產(chǎn)品延伸。2010年蘋(píng)果推出iPhone4，采用前后雙玻璃機(jī)身+CNC不銹鋼中框工藝，在不銹鋼邊框內(nèi)部構(gòu)造上，并沒(méi)有像Touch系列一樣通過(guò)點(diǎn)焊來(lái)實(shí)現(xiàn)，而是由CNC直接在邊框上切削出形狀，難度系數(shù)更高。但是這樣的機(jī)身設(shè)計(jì)讓iPhone4大放異彩，成為了蘋(píng)果歷史上最成功的一款手機(jī)。而后蘋(píng)果后續(xù)又將Unibody技術(shù)運(yùn)用到iPhone5，手機(jī)外殼為全CNC加工，并且在iPad外殼上也應(yīng)用了CNC工藝。iPhone和iPad導(dǎo)入CNC工藝進(jìn)一步催生了蘋(píng)果公司對(duì)CNC機(jī)床的需求，根據(jù)FinancialTimes報(bào)道，當(dāng)時(shí)蘋(píng)果與全球最大的專業(yè)數(shù)控系統(tǒng)生產(chǎn)廠家日本Fanuc達(dá)成協(xié)議，協(xié)議內(nèi)容為蘋(píng)果將在未來(lái)數(shù)年內(nèi)購(gòu)買(mǎi)Fanuc生產(chǎn)的所有CNC機(jī)床。但這仍難以滿足蘋(píng)果的需求，蘋(píng)果公司還在全球范圍內(nèi)繼續(xù)搜羅其他廠家的先進(jìn)CNC機(jī)床。其他廠商的跟隨在蘋(píng)果引領(lǐng)下，手機(jī)消費(fèi)者已經(jīng)普遍認(rèn)同金屬外觀是“高檔元素”，這對(duì)整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈帶來(lái)了重要影響。隨著蘋(píng)果的CNC金屬外殼取得成功，其余手機(jī)廠商紛紛開(kāi)始大量采用金屬外殼。據(jù)國(guó)際金屬加工網(wǎng)，2015年數(shù)控機(jī)床行業(yè)整體下滑，但是華為、小米、魅族、中興、酷派、聯(lián)想等國(guó)產(chǎn)手機(jī)品牌對(duì)CNC需求持續(xù)增加，為3C加工市場(chǎng)配套的鉆攻中心機(jī)是當(dāng)時(shí)CNC最火的機(jī)型。CNC機(jī)床如今早已成為的3C加工廠商配置最多的設(shè)備。復(fù)盤(pán)CNC在3C行業(yè)的應(yīng)用歷史，我們認(rèn)為當(dāng)前或處于3D打印在3C行業(yè)需求爆發(fā)的前夜。相比于CNC，3D打印具備更高的設(shè)計(jì)自由度和更快的產(chǎn)品驗(yàn)證速度，同時(shí)具備突出的ESG優(yōu)勢(shì)。今年7月榮耀首次使用3D打印進(jìn)行鈦合金軸蓋的量產(chǎn)，此后彭博社的馬克·古爾曼和知名蘋(píng)果分析師郭明錤均表示蘋(píng)果正在積極嘗試3D打印技術(shù)，并計(jì)劃采用3D打印進(jìn)行鈦金屬部件的生產(chǎn)。如同金屬外殼的使用促使蘋(píng)果選用了CNC工藝，如今鈦金屬的使用同樣使得蘋(píng)果和榮耀等廠商開(kāi)始使用3D打印工藝。15年前，人們不會(huì)想到昂貴的CNC機(jī)床能被用于3C行業(yè)大批量生產(chǎn)，彼時(shí)的CNC和如今的3D打印一樣，多被用于原型件加工，但在蘋(píng)果