20160107-3d打印應(yīng)用-在汽車行業(yè)的應(yīng)用貫穿汽車整個(gè)生命周期

1、 專題研究3D 打印在汽車行業(yè)的應(yīng)用貫穿汽車整個(gè)生命周期市場表現(xiàn)截至 2016.1.6汽車行業(yè)是 3D 打印技術(shù)最早的應(yīng)用者之一在 3D 打印技術(shù)眾多的應(yīng)用領(lǐng)域中，汽車行業(yè)是 3D 打印技術(shù)最早的應(yīng)用者之一。早在 3D 打印技術(shù)發(fā)展的初期，一些歐美發(fā)達(dá)國家車企就開始將 3D 打印技術(shù)應(yīng)用于汽車研發(fā)過程。其中，應(yīng)用最早、最深入、范圍最廣的車企是福特汽車公司。早在 1988 年 3D 打印出現(xiàn)之初，福特汽車公司就購入全球 3D 打印史上第三臺 3D 打印機(jī)。 3D 打印正給汽車行業(yè)帶來革命性變化2013 年，世界第一輛 3D 打印汽車Urbee2 誕生；2014 年世界第一輛 3D 打印電動(dòng)汽車S

2、trati 問世；2015 年，全球首款 3D 打印超級跑車“Blade“、3D 打印概念賽車、3D 打印太陽能汽車概念設(shè)計(jì)等陸續(xù)登上汽車舞臺。它們的登場讓我們看到 3D 打印技術(shù)正在以前所未來的速 度給汽車行業(yè)帶來革命性的變化。 成交金額(百萬元)3D打印指數(shù) 滬深300180%160%140%120%100%80%60%40%20%0%-20%-40%25,00020,00015,00010,0005,0000 華融證券 3D 打印研究團(tuán)隊(duì)聯(lián)系人：何健康 電話箱：3D 打印在汽車行業(yè)應(yīng)用的市場空間廣闊汽車行業(yè)由于自身規(guī)

3、模大、研發(fā)投入多、應(yīng)用 3D 打印技術(shù)時(shí)間長等因素，在 3D 打印技術(shù)應(yīng)用中占據(jù)重要位置。汽車行業(yè)巨大的市場規(guī)模為3D 打印技術(shù)在汽車領(lǐng)域的應(yīng)用提供了廣闊的市場空間。保守估計(jì)，3D 打印未來即使只在每年過萬億美元的汽車研發(fā)、生產(chǎn)環(huán)節(jié)中占有很小的 份額，比如 1%，那其每年在汽車領(lǐng)域的市場規(guī)模將超百億美元。 3D 打印技術(shù)在汽車行業(yè)的應(yīng)用貫穿汽車整個(gè)生命周期3D 打印技術(shù)在汽車行業(yè)的應(yīng)用貫穿汽車整個(gè)生命周期，包括研發(fā)、生產(chǎn)以及使用環(huán)節(jié)。就應(yīng)用范圍來看，目前 3D 打印技術(shù)在汽車領(lǐng)域的應(yīng)用主要集中于研發(fā)環(huán)節(jié)的試驗(yàn)?zāi)Ｐ秃凸δ苄栽椭圃?，在生產(chǎn)和使用環(huán) 節(jié)相對較少。 未來，3D 打印技術(shù)在汽車領(lǐng)域仍將

4、被廣泛應(yīng)用于原型制造。隨著 3D 打印技術(shù)不斷發(fā)展、車企對 3D 打印認(rèn)知度提高以及汽車行業(yè)自身發(fā)展需求，3D 打印技術(shù)在汽車行業(yè)的應(yīng)用將向市場空間更大的生產(chǎn)和使用環(huán)節(jié)擴(kuò)展，在最終零部件生產(chǎn)、汽車維修、汽車改裝等方面的應(yīng)用將逐漸提高。 分析師：張迪 執(zhí)業(yè)證書號：S1490515100001 電話：010- 85556171郵箱：分析師：丁思德 執(zhí)業(yè)證書號：S1490515070002 電話：010- 85556179郵箱：風(fēng)險(xiǎn)提示1、3D 打印技術(shù)發(fā)展不達(dá)預(yù)期；2、出現(xiàn)更先進(jìn)的生產(chǎn)技術(shù)。證券研究報(bào)告請務(wù)必閱讀正文之后

5、的免責(zé)聲明部分3D 打印專題研究系列報(bào)告之五2016 年 1 月 7 日 華融證券HUARONG SECURITIES3D 打印專題研究相關(guān)研究：3D打印專題研究系列報(bào)告之一_3D3D打印專題研究系列報(bào)告之二_3D打印概覽：崛起中的智能制造方式_20151228打印技術(shù)：熔融沉積成型（FDM）_201512293D打印專題研究系列報(bào)告之三_3D 打印技術(shù)：光聚合成型_201512293D打印專題研究系列報(bào)告之四_3D打印技術(shù)：粒狀物料成型_201512293D打印專題研究系列報(bào)告之公司篇 _Stratasys Ltd.（SSYS）：行業(yè)巨頭受困于并購不良反應(yīng)_201601052請務(wù)必閱讀正文之

6、后的免責(zé)聲明部分 華融證券HUARONG SECURITIES3D 打印專題研究目 錄一、3D 打印在汽車行業(yè)的應(yīng)用概述51、汽車行業(yè)是 3D 打印技術(shù)最早的應(yīng)用者之一52、3D 打印汽車史：3D 打印正給汽車行業(yè)帶來革命性變化6（1） 世界第一輛 3D 打印汽車Urbee 28（2） 世界第一輛 3D 打印電動(dòng)汽車“Strati”8（3） 全球首款 3D 打印超級跑車“Blade”9（4）3D 打印概念車：1L 油跑 640km，助力在環(huán)保馬拉松賽奪冠10（5）3D 打印太陽能超跑“Immortus”概念設(shè)計(jì)113、3D 打印在汽車行業(yè)應(yīng)用的市場空間廣闊114、3D 打印在汽車領(lǐng)域應(yīng)用的可行

7、性分析13二、3D 打印在汽車行業(yè)的應(yīng)用貫穿整個(gè)生命周期141、研發(fā)環(huán)節(jié)：集中于試驗(yàn)?zāi)Ｐ?、功能性原型制造，?yīng)用廣泛16（1） 本田汽車使用 3D 打印進(jìn)行個(gè)性化汽車附件開發(fā)17（2） 概念車開發(fā)：賓利推出 3D 打印概念車“EXP 10 Speed 6”172、生產(chǎn)環(huán)節(jié)：集中于小批量/定制化/對成本不敏感的高端跑車、賽車18（1） 蘭博基尼使用 3D 打印制造最終零部件18（2） 日產(chǎn)使用 3D 打印制造 DeltaWing 賽車零件193、使用環(huán)節(jié): 高端車/進(jìn)口車售后維修、改裝汽車是很好的應(yīng)用點(diǎn)20（1） 維修：3D 打印“修復(fù)”保時(shí)捷 Carrera 氣缸蓋21（2） 改裝：杰夫鄧納姆利

8、用 3D 打印技術(shù)改裝出會(huì)說話的汽車22三、結(jié)論與展望23險(xiǎn)提示233請務(wù)必閱讀正文之后的免責(zé)聲明部分 華融證券HUARONG SECURITIES3D 打印專題研究圖表目錄圖表 1：福特 3D 打印原型中心員工正在清理 3D 打印的模具原型5圖表 2：福特采用CLIP 3D 技術(shù)打印?？怂闺妱?dòng)車橡膠墊圈6圖表 3：福特 TRANSIT CONNECT 車型的阻尼器使用 CLIP 技術(shù)6圖表 4：目前 3D 打印在汽車行業(yè)應(yīng)用主要集中于原型制造6圖表 5：3D 打印汽車史7圖表 6：世界第一輛 3D 打印汽車“URBEE 2”8圖表 7：世界第一輛 3D 打印電動(dòng)汽車“STRATI”9圖表 8

9、：全球首款 3D 打印超級跑車“BLADE“9圖表 9：3D 打印概念車：1L 油跑 640KM10圖表 10：3D 打印太陽能超跑“IMMORTUS”概念設(shè)計(jì)11圖表 11：2014 年 3D 打印在各應(yīng)用領(lǐng)域中的收入分布12圖表 12：2014 年 3D 打印原型收入中汽車及運(yùn)輸占比超 3 成12圖表 13：3D 打印技術(shù)在汽車行業(yè)應(yīng)用的市場空間預(yù)測12圖表 14：龐大的汽車市場為 3D 打印在汽車行業(yè)的應(yīng)用提供市場基礎(chǔ)13圖表 15：3D 打印技術(shù)在汽車行業(yè)應(yīng)用的可行性分析14圖表 16：汽車生命周期14圖表 17：3D 打印在汽車中的主要應(yīng)用15圖表 18：本田 3D 打印霧燈原型與最

10、終產(chǎn)品比較17圖表 19：賓利 3D 打印概念車 “EXP 10 SPEED 6”18圖表 20：3D 打印的蘭博基尼發(fā)動(dòng)機(jī)管道19圖表 21：EVOK 3D 為日產(chǎn)的 DELTAWING 賽車提供 3D 打印服務(wù)19圖表 22：保時(shí)捷 356 CARRERA21圖表 23：使用 3D 打印技術(shù)修復(fù) CARRERA 氣缸蓋過程21圖表 24：杰夫鄧納姆利用 3D 打印技術(shù)改裝出會(huì)說話的汽車“HOT ROD”224請務(wù)必閱讀正文之后的免責(zé)聲明部分 華融證券HUARONG SECURITIES3D 打印專題研究一、3D 打印在汽車行業(yè)的應(yīng)用概述1、汽車行業(yè)是 3D 打印技術(shù)最早的應(yīng)用者之一相對于傳

11、統(tǒng)生產(chǎn)的“減材制造”，3D 打印技術(shù)屬于“增材制造”（Additive Manufacturing），被公認(rèn)為是 21 世紀(jì)最具有 性的高科技技術(shù)。3D 打印技術(shù)不僅能夠適應(yīng)定制化生產(chǎn)、還具有高度的靈活性，在降低成本、縮短周期、 提高工作效率、生產(chǎn)復(fù)雜件方面具有優(yōu)勢，被廣泛應(yīng)用于航空航天、汽車、軍 工、消費(fèi)品、醫(yī)療等領(lǐng)域。 汽車行業(yè)是一個(gè)開放的行業(yè)，其龐大的產(chǎn)業(yè)生態(tài)為新技術(shù)的發(fā)展提供了肥沃的土壤，對于 3D 打印技術(shù)也不例外。在 3D 打印技術(shù)眾多的應(yīng)用領(lǐng)域中， 汽車行業(yè)是 3D 打印技術(shù)最早的應(yīng)用者之一。早在 3D 打印技術(shù)發(fā)展的初期， 一些歐美發(fā)達(dá)國家車企就開始將 3D 打印技術(shù)應(yīng)用于汽車

12、研發(fā)過程。其中，應(yīng)用最早、最深入、范圍最廣的車企是福特汽車公司。早在 1988 年 3D 打印出 現(xiàn)之初，福特汽車公司就購入全球 3D 打印史上第三臺 3D 打印機(jī)。 圖表 1：福特 3D 打印原型中心員工正在清理 3D 打印的模具原型資料來源：互聯(lián)網(wǎng)、華融證券市場研究部整理在福特汽車公司密歇根州 Dearborn Heights 工廠，14 臺不同型號的工業(yè)級 3D 打印機(jī)每年要打印 2 萬件零部件。這還只是福特 5 個(gè) 3D 打印原型中心5請務(wù)必閱讀正文之后的免責(zé)聲明部分 華融證券HUARONG SECURITIES3D 打印專題研究之中的一個(gè)。目前，福特已利用 ExOne 公司的 3D

13、打印技術(shù)為自己汽車的引擎打印模具和樣品。同時(shí)，福特與 Carbon3D 公司合作，采用后者開發(fā)的連續(xù)液態(tài)界面 3D 打印技術(shù)（Continuous Liquid Interface Production，CLIP）量產(chǎn)制造出用于?？怂闺妱?dòng)車型的橡膠墊圈和用于Transit Connect 車型的阻尼緩沖 器。 圖表 2：福特采用 CLIP 3D 技術(shù)打印?？怂闺妱?dòng)車橡膠墊圈圖表3：福特Transit Connect 車型的阻尼器使用 CLIP 技術(shù)數(shù)據(jù)來源：鳳凰汽車，華融證券市場研究部整理截至目前，福特使用 3D 打印技術(shù)主要還集中在打印產(chǎn)品原型，使用的材料多為塑料材料。未來，隨著金屬打印技術(shù)

14、的發(fā)展，公司計(jì)劃使用金屬材料直 接打印最終產(chǎn)品或零部件，向具有與更高價(jià)值的應(yīng)用轉(zhuǎn)變。 除福特外，其他汽車公司巨頭如 BMW、GM、大眾、豐田、Tesl a、法拉利、蘭博基尼、保時(shí)捷等也都有應(yīng)用 3D 打印技術(shù)在自己汽車的研發(fā)制造中。 2、3D 打印汽車史：3D 打印正給汽車行業(yè)帶來革命性變化3D 打印在汽車領(lǐng)域最開始的應(yīng)用主要集中在研發(fā)階段的造型評審和設(shè)計(jì)驗(yàn)證。隨著 3D 打印技術(shù)不斷發(fā)展、車企對 3D 打印技術(shù)認(rèn)知度提高以及汽車行業(yè)自身發(fā)展需求，3D 打印技術(shù)在汽車行業(yè)的應(yīng)用向功能性原型和功能零部件擴(kuò)展。而 3D 打印技術(shù)在汽車行業(yè)的終極應(yīng)用形態(tài)是 100% 3D 打印汽車，目 前尚難以預(yù)測

15、這一終極階段具體時(shí)點(diǎn)。 圖表 4：目前 3D 打印在汽車行業(yè)應(yīng)用主要集中于原型制造6請務(wù)必閱讀正文之后的免責(zé)聲明部分 華融證券HUARONG SECURITIES3D 打印專題研究3D打印汽車終極功能零部件性能要求功能性原型當(dāng)前主要集中概念模型于原型制造時(shí)間資料來源：華融證券市場研究部近幾年，隨著“工業(yè) 4.0/智能制造”被提出，作為高端智能制造技術(shù)之一的 3D 打印再次被推到“風(fēng)口”。2013 年，世界第一輛 3D 打印汽車Urbee2 誕生；2014 年世界第一輛 3D 打印電動(dòng)汽車Strati 問世；2015 年，全球首款 3D 打印超級跑車“Blade“、3D 打印概念賽車、3D 打印

16、太陽能汽車概念設(shè)計(jì)等陸續(xù)登上汽車舞臺。盡管這些 3D 打印汽車，只是大部分零件由 3D 打印技術(shù)制成，并不是完全意義的 3D 打印汽車，但是它們的登場讓我們看到了 3D打印技術(shù)正在以前所未來的速度給汽車行業(yè)帶來革命性的變化。 圖表 5：3D 打印汽車史3D打印太陽能超跑“Immortus”概念2015.8設(shè)計(jì)2015.8世界第一輛3D打印電動(dòng)汽車 “Strati”2014.123D打印概念車助力波蘭團(tuán)隊(duì)環(huán)保馬拉松賽（歐洲）奪冠2015.7全球首款3D打印 超級跑車“Blade”2013.2世界第一輛3D打印汽車“Urbee 2”資料來源：華融證券市場研究部7請務(wù)必閱讀正文之后的免責(zé)聲明部分 華

17、融證券HUARONG SECURITIES3D 打印專題研究（1）世界第一輛 3D 打印汽車Urbee 22013 年 3 月，世界第一輛 3D 打印汽車Urbee 2 問世。全車僅由 50 多個(gè)零部件組成，相對于傳統(tǒng)制造汽車上萬個(gè)零件來說，相當(dāng)精簡。其中，除底盤、發(fā)動(dòng)機(jī)、電子設(shè)備等金屬件采用傳統(tǒng)方式制造外，其余部件均是由 3D打印技術(shù)打印而成。 圖表6：世界第一輛 3D 打印汽車“Urbee 2”資料來源：互聯(lián)網(wǎng)、華融證券市場研究部其實(shí)，Urbee 2 的前身 Urbee 早在 2010 年就已推出，只是屬于概念車， 不能進(jìn)行量產(chǎn)。Urbee 2 整個(gè)生產(chǎn)成型耗時(shí) 2500 小時(shí)，成本大致在

18、 5 萬美元。該車為混合動(dòng)力，電力驅(qū)動(dòng)時(shí)，可提供 612kw 的動(dòng)力，最大行駛里程可達(dá) 64km。 （2）世界第一輛 3D 打印電動(dòng)汽車“Strati”2014 年，在美國芝加哥舉行的國際制造技術(shù)展覽會(huì) (InternationalManufacturing Technology Show，IMTS)上，Local Motors 汽車公司展出了世界第一輛采用 3D 打印技術(shù)打造的電動(dòng)汽車“Strati”。 8請務(wù)必閱讀正文之后的免責(zé)聲明部分 華融證券HUARONG SECURITIES3D 打印專題研究圖表 7：世界第一輛 3D 打印電動(dòng)汽車“Strati”資料來源：互聯(lián)網(wǎng)、華融證券市場研究部

19、Strati 整個(gè)制造過程僅用了 44 個(gè)小時(shí)。車身 3D 打印一體成型，全車僅 40 多個(gè)零件，除動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)、懸架、電池、輪胎、車輪、線路、電動(dòng)馬達(dá)和擋 風(fēng)玻璃外，包括底盤、儀表板、座椅和車身在內(nèi)的余下部件均由美國 Cincinnati 公司提供的 3D 打印機(jī)打印，所用耗材為碳纖維增強(qiáng)熱塑性塑料，技術(shù)路線為FDM。Local Motors 公司希望 Strati 量產(chǎn)后的售價(jià)在 1.8 萬3 萬美元之間。 （3）全球首款 3D 打印超級跑車“Blade”2015 年 7 月，美國 Divergent Microfactories 公司推出全球首款 3D 打印 超級跑車“Blade”。 圖

20、表 8：全球首款 3D 打印超級跑車“Blade“9請務(wù)必閱讀正文之后的免責(zé)聲明部分 華融證券HUARONG SECURITIES3D 打印專題研究資料來源：互聯(lián)網(wǎng)、華融證券市場研究部Blade 車身大部分由碳纖維制造，底盤由大約 70 個(gè) 3D 打印的“鋁節(jié)點(diǎn)” 拼接構(gòu)成，質(zhì)量輕，整車量約 640kg。Blade 搭載一臺 700 馬力雙燃料發(fā)動(dòng)機(jī) （汽油或壓縮天然氣），096km/h 加速時(shí)間僅需 2 秒。Blade 整個(gè)制造過程在 40 小時(shí)左右。 （4）3D 打印概念車：1L 油跑 640km，助力在環(huán)保馬拉松賽奪冠2015 年 7 月，鹿特丹舉行的殼牌環(huán)保馬拉松賽（歐洲站）上，一輛來

21、自波蘭的Iron Warriors 團(tuán)隊(duì)使用 Zortrax M200 3D 打印機(jī)打印的概念車憑借 1L 油跑 640km 的成績一舉奪冠。該團(tuán)隊(duì)采用 3D 打印技術(shù)打印大部分零件，在保 持零件機(jī)械性能的基礎(chǔ)上，整車質(zhì)量得到大幅降低。 圖表9：3D 打印概念車：1L 油跑640km10請務(wù)必閱讀正文之后的免責(zé)聲明部分 華融證券HUARONG SECURITIES3D 打印專題研究資料來源：互聯(lián)網(wǎng)、華融證券市場研究部（5）3D 打印太陽能超跑“Immortus”概念設(shè)計(jì)2015 年 8 月， 澳大利亞初創(chuàng)公司 EVX Ventures 發(fā)布了一款名為“Immortus”的 3D 打印太陽能超跑

22、概念設(shè)計(jì)。該車只要是晴天，就可以不間斷運(yùn)行。3D 打印技術(shù)在 Immortus 制造過程中的作用主要是打印節(jié)點(diǎn)或連接機(jī) 構(gòu)進(jìn)行組裝，達(dá)到降低整車重量的效果。 圖表 10：3D 打印太陽能超跑“Immortus”概念設(shè)計(jì)資料來源：互聯(lián)網(wǎng)、華融證券市場研究部縱觀 3D 打印技術(shù)在汽車行業(yè)近 30 年的應(yīng)用史，目前 還主要集中于研發(fā)環(huán)節(jié)的概念模型和功能性原型的制造，功能零部件的直接生產(chǎn)應(yīng)用相對較少，而 其終極應(yīng)用3D 打印汽車在近幾年雖有個(gè)例，但仍處于概念階段，到實(shí)際推向市場尚有時(shí)日。 3、3D 打印在汽車行業(yè)應(yīng)用的市場空間廣闊3D 打印目前主要應(yīng)用于工/商業(yè)機(jī)器、消費(fèi)品/電子、汽車、航空航天、軍工

23、、教育、生物醫(yī)療等領(lǐng)域。其中，汽車由于自身規(guī)模大、研發(fā)投入多、應(yīng)用3D 打印技術(shù)時(shí)間早等特點(diǎn)， 在 3D 打印技術(shù)應(yīng)用中占有重要地位。據(jù)全球著名咨詢機(jī)構(gòu)Wholers 發(fā)布的“Wholers Report 2015”統(tǒng)計(jì)， 2014 年 3D 打印 收入中，汽車占比為 16.1%，排名第 3，僅次于工/商業(yè)機(jī)器（17.5%）和消費(fèi) 11請務(wù)必閱讀正文之后的免責(zé)聲明部分 華融證券HUARONG SECURITIES3D 打印專題研究品/電子（16.6%）。另據(jù) Industry Week 統(tǒng)計(jì)，在 2104 年 3D 打印原型收入中 汽車及運(yùn)輸領(lǐng)域占比超過 3 成，在所有應(yīng)用領(lǐng)域中排名第一。 圖

24、表 11：2014 年 3D 打印在各應(yīng)用領(lǐng)域中的收入分布圖表 12：2014年3D 打印原型收入中汽車及運(yùn)輸占比超 3 成建筑 3.2%其他 3.9%工/商業(yè)機(jī)器17.5%政府/ 6.6%汽車及運(yùn)輸（31.7%） 個(gè)人消費(fèi)品（18.4%） 商業(yè)機(jī)械（11.2%） 醫(yī)療（8.8%） 教育（8.6%） 航空航天（ 8.2%） 政府/軍事（5.5%） 其他（7.7%） 科研機(jī)構(gòu)8.2%消費(fèi)品/電子16.6%醫(yī)療/牙科13.1%汽車 16.1%航空航天14.8%數(shù)據(jù)來源：Wholers Report 2015，華融證券市場研究部數(shù)據(jù)來源：Industry Week，華融證券市場研究部此外，根據(jù) SM

25、ARTECH 報(bào)告，2014 年 3D 打印技術(shù)在汽車行業(yè)的總市場收入為 3.7 億美元，預(yù)計(jì)到 2023 年有望達(dá)到 22.7 億美元，年均復(fù)合增長率超 過 20% 。 圖表 13：3D 打印技術(shù)在汽車行業(yè)應(yīng)用的市場空間預(yù)測單位：百萬美元 2,5002,0001,5001,00050002014201520162017201820192020202120222023資料來源：SMARTECH、華融證券市場研究部整理汽車行業(yè)市場空間巨大，為 3D 打印在汽車的應(yīng)用提供了廣闊的市場基礎(chǔ)。 2014 年，全球銷售汽車 8,824 萬輛，在研發(fā)、生產(chǎn)環(huán)節(jié)的生產(chǎn)總值超過萬億美 12請務(wù)必閱讀正文之后的

26、免責(zé)聲明部分年均復(fù)合增長率超過20% 華融證券HUARONG SECURITIES3D 打印專題研究元。假設(shè)未來全球汽車產(chǎn)值保持 2014 年水平，那么 3D 打印只要在其中占有一小部分市場份額，比如 1%，那就有超過百億美元的市場空間。而隨著 3D 打印技術(shù)的發(fā)展和在汽車行業(yè)的應(yīng)用深入，從現(xiàn)有的市場空間較小的概念模型 和功能性原型制造向功能零部件直接打印擴(kuò)展，那么 3D 打印在汽車領(lǐng)域的市 場空間將被真正打開，前景無限廣闊。 圖表 14：龐大的汽車市場為 3D 打印在汽車行業(yè)的應(yīng)用提供市場基礎(chǔ)10,0009,0008,0007,0006,0005,0004,0003,0002,0001,00

27、00萬輛世界中國美國歐洲2008200920102011201220132014資料來源：中汽協(xié)、華融證券市場研究部整理4、3D 打印在汽車領(lǐng)域應(yīng)用的可行性分析3D 打印技術(shù)要想在現(xiàn)有傳統(tǒng)制造基礎(chǔ)上去尋找市場空間，必然要有比現(xiàn)在傳統(tǒng)制造方式優(yōu)越的一面或多面：成本更低，效率更高，或者是傳統(tǒng)方式無法 完成而 3D 打印可以完成的工藝。在分析 3D 打印技術(shù)在汽車行業(yè)的應(yīng)用時(shí)， 可從成本、效率、工藝等幾個(gè)方面進(jìn)行考慮。 13請務(wù)必閱讀正文之后的免責(zé)聲明部分單位：萬輛2008200920102011201220132014世界 6,8306,5597,4897,8208,2178,5648,824中國

28、 9381,3641,8061,8511,9312,1982,349美國 1,3491,0601,1771,3041,4791,5881,684歐洲 2,1871,8641,8811,9741,8661,8341,848 華融證券HUARONG SECURITIES3D 打印專題研究圖表 15：3D 打印技術(shù)在汽車行業(yè)應(yīng)用的可行性分析現(xiàn)場按需打印，無需交付時(shí)間，在縮短周期、提高效率方面具有優(yōu)勢效率3D打印在汽車行業(yè)應(yīng)用的可行性分析小批量、個(gè)性化制造方面具有成本優(yōu)勢成本工藝復(fù)雜件制造， 不增加成本資料來源：華融證券市場研究部就現(xiàn)有 3D 打印技術(shù)水平應(yīng)用于汽車行業(yè)，其優(yōu)勢主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

29、 （1）小批量、個(gè)性化制造方面具有成本優(yōu)勢。（2）現(xiàn)場按需打印，無需交付時(shí)間，在縮短周期、提高效率方面具有優(yōu) 勢。 （3）復(fù)雜件制造方面，3D 打印不因部件復(fù)雜度而增加成本，傳統(tǒng)方式或 成本過高，或無法制造。 二、3D 打印在汽車行業(yè)的應(yīng)用貫穿整個(gè)生命周期上述部分主要對 3D 打印技術(shù)在汽車行業(yè)的應(yīng)用史、市場空間以及可行性分析做了簡單的介紹，接下來，我們將從整個(gè)汽車生命周期對 3D 打印技術(shù)在汽車領(lǐng)域的應(yīng)用案例做具體分析。 圖表 16：汽車生命周期14請務(wù)必閱讀正文之后的免責(zé)聲明部分 華融證券HUARONG SECURITIES3D 打印專題研究方案策劃概念設(shè)計(jì)工程設(shè)計(jì)樣車試驗(yàn)投產(chǎn)啟動(dòng)總布置設(shè)

30、計(jì)車身造型數(shù)據(jù)生成 發(fā)動(dòng)機(jī)/白車身/內(nèi)外飾/電器工程設(shè)計(jì) 制定生產(chǎn)流程生產(chǎn)設(shè)備到位生產(chǎn)線鋪設(shè) 市場調(diào)研 項(xiàng)目可行性分析 新車型設(shè)計(jì)目標(biāo)大綱 總體布置草圖設(shè)計(jì) 造型設(shè)計(jì) 性能實(shí)驗(yàn)可靠性試驗(yàn) 沖壓研發(fā)環(huán)節(jié)零部件生產(chǎn)焊接生產(chǎn)環(huán)節(jié)3D打印技術(shù)可應(yīng)用于汽車整個(gè)生命周期涂裝使用環(huán)節(jié)總裝使用維修保養(yǎng)、個(gè)性改裝 資料來源：華融證券市場研究部汽車整個(gè)生命周期包括研發(fā)、生產(chǎn)和使用三個(gè)環(huán)節(jié)，3D打印在每一個(gè)環(huán)節(jié)當(dāng)中均有應(yīng)用。就目前來看，在研發(fā)環(huán)節(jié)應(yīng)用較多，集中于打印試驗(yàn)?zāi)Ｐ秃凸δ苄栽?，作為設(shè)計(jì)驗(yàn)證和評估的手段。 圖表 17：3D 打印在汽車中的主要應(yīng)用15請務(wù)必閱讀正文之后的免責(zé)聲明部分 華融證券HUARONG

31、SECURITIES3D 打印專題研究資料來源：互聯(lián)網(wǎng)、華融證券市場研究部整理1、研發(fā)環(huán)節(jié)：集中于試驗(yàn)?zāi)Ｐ?、功能性原型制造，?yīng)用廣泛汽車研發(fā)環(huán)節(jié)，以正向開發(fā)為例，起點(diǎn)為項(xiàng)目立項(xiàng)，終點(diǎn)是量產(chǎn)啟動(dòng)，一 般包括五個(gè)階段：方案策劃、概念設(shè)計(jì)、工程設(shè)計(jì)、樣車試驗(yàn)以及投產(chǎn)啟動(dòng)。 目前，3D 打印技術(shù)在汽車領(lǐng)域的應(yīng)用主要就集中于研發(fā)環(huán)節(jié)，在概念設(shè)計(jì)、工程設(shè)計(jì)、樣車試驗(yàn)以及投產(chǎn)啟動(dòng)均有應(yīng)用，體現(xiàn)為 3D 打印試驗(yàn)?zāi)Ｐ汀⒐δ?性原型等形式。 概念設(shè)計(jì)階段：其中的造型設(shè)計(jì)，一般先針對不同設(shè)計(jì)方案制作 1:5 比例的油泥模型，經(jīng)評審后，篩選 23 個(gè)方案再進(jìn)行 1:1 的全尺寸油泥模型制作。然后進(jìn)行風(fēng)動(dòng)測試，修改，

32、確定最終方案。在該階段油泥模型的制造可采用 3D打印，節(jié)省開發(fā)時(shí)間和成本，同時(shí)易修改。 工程設(shè)計(jì)階段：該階段主要是完成整車各總成及零部件的設(shè)計(jì)，協(xié)調(diào)各總 成之間以及總成與整車之間的矛盾。其中涉及的車身數(shù)據(jù)檢驗(yàn)?zāi)Ｐ?、零部件?件等均可采用 3D 打印。 樣車試驗(yàn)階段：包括性能試驗(yàn)和可靠性試驗(yàn)。其中涉及的對前述設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)16請務(wù)必閱讀正文之后的免責(zé)聲明部分 華融證券HUARONG SECURITIES3D 打印專題研究檢驗(yàn)未達(dá)要求進(jìn)行修改的過程可應(yīng)用 3D 打印。 投產(chǎn)啟動(dòng)階段：其中涉及各種模具、檢具的開發(fā)以及小批量試產(chǎn)驗(yàn)證可靠 性均可應(yīng)用 3D 打印。 （1）本田汽車使用 3D 打印進(jìn)行個(gè)性化汽車

33、附件開發(fā)面對汽車個(gè)性化定制需求的逐漸興起，世界范圍內(nèi)各大汽車制造商紛紛使用 3D 打印技術(shù)來開發(fā)自己的新產(chǎn)品。其本本田汽車早在 2006 年就開始在汽車研發(fā)中使用 3D 打印技術(shù)。為滿足不同地區(qū)消費(fèi)者的不同需求，本田公司采購了 Stratasys 公司的 Objet Eden5000V 型 3D 打印機(jī)，幫助其在各標(biāo)準(zhǔn)車型配置的基礎(chǔ)上研發(fā)具有地方特色的汽車附件。據(jù)悉，每輛車最多可以有 300 個(gè)這樣的附件，包括車身內(nèi)外飾件、鏡子、車輪、旋鈕等。 圖表 18：本田 3D 打印霧燈原型與最終產(chǎn)品比較3D打印霧燈原型最終產(chǎn)品資料來源：南極熊、華融證券市場研究部整理據(jù)本田公司產(chǎn)品計(jì)劃研發(fā)部高級研究員

34、Hiroshi Takemori 介紹，與傳統(tǒng)的CNC 方法相比，采用 3D 打印技術(shù)，設(shè)計(jì)師們可以快速修改設(shè)計(jì)方案并反復(fù)大量迭代，在確保原型產(chǎn)品設(shè)計(jì)質(zhì)量的同時(shí)，大大縮短了產(chǎn)品設(shè)計(jì)和原型開發(fā)所 需的時(shí)間，提高研發(fā)效率。 （2）概念車開發(fā)：賓利推出 3D 打印概念車“EXP 10 Speed 6”2015 年，日內(nèi)瓦國際車展上，世界著名豪華汽車制造商賓利推出全新概念車“EXP 10 Speed 6”。據(jù)公司介紹，該車各個(gè)功能部件均用金屬 3D 打印技17請務(wù)必閱讀正文之后的免責(zé)聲明部分 華融證券HUARONG SECURITIES3D 打印專題研究術(shù)制造完成，包括其標(biāo)志性的進(jìn)氣格柵、排氣管、門把

35、手和側(cè)通風(fēng)口等，代表了賓利品牌未來設(shè)計(jì)語言與巔峰動(dòng)力性能的全新愿景。 圖表 19：賓利 3D 打印概念車 “EXP 10 Speed 6”資料來源：華融證券市場研究部與之前車型相比，EXP 10 Speed 6 網(wǎng)狀進(jìn)氣格柵上，所有的格子不再是 一個(gè)平面，包含了復(fù)雜的集合形狀和不同的深度。其大燈玻璃上使用賓利內(nèi)飾 皮革花紋，透出 3D 質(zhì)感。 2、生產(chǎn)環(huán)節(jié)：集中于小批量/定制化/對成本不敏感的高端跑車、賽車生產(chǎn)環(huán)節(jié)對零部件機(jī)械性能、光潔度等要求嚴(yán)格，因此對 3D 打印技術(shù)水平的要求高，對應(yīng)的成本也較高。因此，目前 3D 打印技術(shù)在該環(huán)節(jié)的應(yīng)用主要集中于一些小批量、定制化、對成本相對不敏感的高端

36、跑車、賽車上，市場 空間尚小。我們認(rèn)為隨著 3D 打印技術(shù)日趨成熟，在打印性能、成本方面有望 達(dá)到汽車直接生產(chǎn)應(yīng)用的要求，則在該環(huán)節(jié)的市場空間廣闊。 （1）蘭博基尼使用 3D 打印制造最終零部件在眾多超豪華跑車制造商中，蘭博基尼算是使用 3D 打印技術(shù)較早且深入的一家。公司 2007 年就購入一臺Stratasys Dimension 1200es 3D 打印機(jī)應(yīng)用于產(chǎn)品的開發(fā)環(huán)節(jié)。2010 年，公司又相繼購入 Stratasys 的 Fortus 360mc 和 18請務(wù)必閱讀正文之后的免責(zé)聲明部分 華融證券HUARONG SECURITIES3D 打印專題研究Fortus 400mc 制造

37、系統(tǒng)，用于構(gòu)建更大尺寸的零部件。圖表 20：3D 打印的蘭博基尼發(fā)動(dòng)機(jī)管道資料來源：互聯(lián)網(wǎng)、華融證券市場研究部整理3D 打印技術(shù)不僅為蘭博基尼的設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)提供了無限自由的設(shè)計(jì)空間，也為制造團(tuán)隊(duì)快速制造出高品質(zhì)的零部件提供了幫助。除了在研發(fā)階段應(yīng)用 3D 打印技術(shù)外，蘭博基尼還應(yīng)用其直接生產(chǎn)部分零部件，包括保險(xiǎn)杠節(jié)、方向盤、 內(nèi)外飾件、通氣柵、車門面板、座套、空氣加熱器等，多為外觀件。 （2）日產(chǎn)使用 3D 打印制造 DeltaWing 賽車零件2014 年 5 月，日產(chǎn)汽車公司與一家總部位于澳大利亞墨爾本的 3D 打印服 務(wù)公司 Evok3D 合作，后者專門為公司的日產(chǎn)的 Motorsports

38、（Nismo）提供打印服務(wù)，包括建造原型以及直接制造零件。 圖表 21：Evok 3D 為日產(chǎn)的 DeltaWing 賽車提供 3D 打印服務(wù)19請務(wù)必閱讀正文之后的免責(zé)聲明部分 華融證券HUARONG SECURITIES3D 打印專題研究資料來源：互聯(lián)網(wǎng)、華融證券市場研究部整理3D 打印一大特點(diǎn)是可以快速地生產(chǎn)所需零件，適合于在短時(shí)間內(nèi)小批量定制化生產(chǎn)，因此在賽車開發(fā)、制造先進(jìn)部件方面具有優(yōu)勢。與Evok3D 合作， Nismo 團(tuán)隊(duì)獲得了極大的競爭優(yōu)勢。 3、使用環(huán)節(jié): 高端車/進(jìn)口車售后維修、改裝汽車是很好的應(yīng)用點(diǎn)汽車使用環(huán)節(jié)面對的是整個(gè)汽車后市場，包括汽車金融、二手車、汽車售后服務(wù)（

39、售后維修）、改裝車等細(xì)分市場。其中，3D 打印技術(shù)可應(yīng)用于售后維修、改裝車領(lǐng)域。目前 3D 打印在這一環(huán)節(jié)的應(yīng)用相對很少，市場小，主要原因包括：目前 3D 打印機(jī)和原材料成本還是比較高；打印出來的部件質(zhì)量缺少檢測標(biāo)準(zhǔn)；汽車零部件知識產(chǎn)權(quán)保護(hù)；維修、改裝相關(guān)從業(yè)人員對 3D打印技術(shù)認(rèn)知不足。 高端車、進(jìn)口車傳統(tǒng)方式維修，周期長，相對成本高。3D 打印技術(shù)按需直接打印的特點(diǎn)可以彌補(bǔ)傳統(tǒng)維修周期長的這一缺點(diǎn)，同時(shí)在成本方面與傳統(tǒng)方 式比較也能占有一定優(yōu)勢。因此，高端車、進(jìn)口車的售后維修是目前 3D 打印在汽車使用環(huán)節(jié)一個(gè)主要的應(yīng)用點(diǎn)。此外，3D 打印適于個(gè)性化/小批量生產(chǎn)、設(shè)計(jì)靈活的特點(diǎn)使其在改裝車

40、方面與傳統(tǒng)方式相比占優(yōu)一定優(yōu)勢，因此也是目 前可以看到的一個(gè)應(yīng)用點(diǎn)。 20請務(wù)必閱讀正文之后的免責(zé)聲明部分 華融證券HUARONG SECURITIES3D 打印專題研究（1）維修：3D 打印“修復(fù)”保時(shí)捷 Carrera 氣缸蓋Carrera 系列是當(dāng)今保時(shí)捷車系當(dāng)中歷史最悠久的車型，也是一直延續(xù)后置發(fā)動(dòng)機(jī)的車型。自從第一輛 911 問世以來，Carrera 已經(jīng)歷了 40 多年的歷史。Carrera 系列很多車型已經(jīng)停產(chǎn)，很多零部件已不再提供。因此，對于擁有這樣一款停產(chǎn)車型的客戶來說，如果某部件壞了，只能重新定制或者通過逆向工程進(jìn)行復(fù)制。此時(shí)，3D 打印相對來說是最適合的方法。 圖表 22

41、：保時(shí)捷 356 Carrera資料來源：互聯(lián)網(wǎng)、華融證券市場研究部整理在其氣缸蓋損壞需要更換時(shí)，使用 3D打印生產(chǎn)的步驟大致是：對原損壞的氣缸蓋進(jìn)行測量、掃描，完成幾何重建；3D 打印型芯； 氣缸蓋成型并后處理，得到最終零件。 圖表23：使用 3D 打印技術(shù)修復(fù) Carrera 氣缸蓋過程21請務(wù)必閱讀正文之后的免責(zé)聲明部分 華融證券HUARONG SECURITIES3D 打印專題研究幾何重建3D打印型芯成型、后處理資料來源：3D 打印機(jī)網(wǎng)、華融證券市場研究部整理（2）改裝：杰夫鄧納姆利用 3D 打印技術(shù)改裝出會(huì)說話的汽車杰夫鄧納姆是一位著名的喜劇演員，他利用三維掃描和 3D 打印技術(shù)成功

42、改裝出一輛會(huì)說話的汽車Hot rod。 圖表24：杰夫鄧納姆利用 3D 打印技術(shù)改裝出會(huì)說話的汽車“Hot rod”資料來源：互聯(lián)網(wǎng)、華融證券市場研究部整理Hot rod 最顯眼的地方就是其引擎蓋上的“艾哈邁德頭”。 鄧納姆首先采用 3D 打印技術(shù)按設(shè)計(jì)打印出“艾哈邁德頭”，同時(shí)在汽車的進(jìn)氣口增加了一個(gè)功能性部件，汽車吸氣時(shí)“艾哈邁德頭”便發(fā)出聲音。 22請務(wù)必閱讀正文之后的免責(zé)聲明部分 華融證券HUARONG SECURITIES3D 打印專題研究三、結(jié)論與展望汽車行業(yè)由于自身規(guī)模大、研發(fā)投入多、應(yīng)用 3D 打印技術(shù)時(shí)間長等因素，在 3D 打印技術(shù)應(yīng)用中占據(jù)重要位置。汽車行業(yè)巨大的市場規(guī)模為 3D 打印技術(shù)在汽車領(lǐng)域的應(yīng)用提供了廣闊的市場空間。保守估計(jì)， 3D 打印未來即使只在每年過萬億美元的汽車研發(fā)、生產(chǎn)環(huán)節(jié)中占有很小 的份額，比如 1%，那其每年在汽車領(lǐng)域的市場規(guī)模將超百億美元。 3D 打印技術(shù)在汽車行業(yè)的應(yīng)用貫穿汽車整個(gè)生命周期，包括研發(fā)、生產(chǎn)以及使用環(huán)節(jié)。就應(yīng)用范圍來看，目前 3D 打印技術(shù)在汽車領(lǐng)域的應(yīng)用主要集中于研發(fā)環(huán)節(jié)的試驗(yàn)?zāi)Ｐ秃凸δ苄栽椭圃?，在生產(chǎn)和使用環(huán)節(jié)