钛金属引爆(bao)3D打(da)印 千(qian)亿潜力(li)市场迎(ying)关键节点(dian)丨黄金眼,加工,应用,技术升级

资料来(lai)源：Hubs

相较于传统制造(zao)方式，3D打(da)印的优势包(bao)括（1）缩短新产品研发及实现(xian)周期；（2）可(ke)高效成形更为复杂的结构；（3）实现(xian)一体(ti)化、轻量化设计(ji)；（4）材料利(li)用率较高，3D打(da)印昂贵(gui)的金属材料可(ke)节约较大成本；（5）实现(xian)优良的力(li)学性能。3D打(da)印快速(su)凝固成形后的制件内(nei)部冶金质量均匀致密，无其他(ta)冶金缺陷；同时(shi)快速(su)凝固使得材料内(nei)部组织为细小亚结构，成形零件可(ke)在不损失塑(su)性的情况下(xia)使强度得到较大提高。

现(xian)阶段我国3D打(da)印仍旧以工程(cheng)塑(su)料、树脂和部分常见金属材料为主。3D打(da)印所用的这些原材料都(dou)是专门针(zhen)对3D打(da)印设备和工艺而(er)研发的，与普通的塑(su)料、石膏、树脂等有所区别，其形态一般有粉末状、丝状、层片状、液体(ti)状等。就我国目前3D打(da)印粉末材料使用情况来(lai)看，非金属与金属材料大致形成6：4的格局，非金属材料占材料市场大部分份额。

其中金属粉末主要是常见的主要有金属材料，钵合金、铝合金和不锈钢占比较大，非金属粉末是工程(cheng)塑(su)料、尼龙、树脂；以及不断开发的生(sheng)物基可(ke)降解材料、复合材料等。当前金属3D打(da)印技术在可(ke)加工材料、加工精度、表面粗糙度、加工效率等方面与传统的精密加工技术相比，还存在一定差距。

据Wohlers Associates，2022年(nian)全球3D打(da)印产值(zhi)180亿美元，前三大下(xia)游为航空(kong)航天（17%）、医疗（16%）和汽车(che)（15%）；2021年(nian)我国3D打(da)印产值(zhi)265亿元，主要用于航空(kong)航天、军工等，均未形成大规(gui)模标准化生(sheng)产。

02

为何当前节点(dian)提起(qi)3D打(da)印？

消费(fei)电子钛合金趋势+国内(nei)技术成熟，3D打(da)印将迎(ying)大规(gui)模产业化应用。

由于钛合金的低热导(dao)率，传统CNC技术加工钛合金刀具(ju)损耗大，根(gen)据艾邦高分子，传统CNC加工钛合金良率仅30-40%。而(er)3D打(da)印技术避免了刀具(ju)切削(xue)环节，且激光器和金属粉末的降价，使得3D打(da)印钛合金成本逐渐与CNC加工平价。

根(gen)据Counterpoint，Apple Watchseries6表壳的机(ji)加成本约为132元，3D打(da)印的Ultra钛合金成本约为109元，成本端具(ju)备竞(jing)争优势。

来(lai)源：IT之家、新浪科技、华为官网、OPPO官网

3D打(da)印钛合金开始不断在苹果、荣耀等产品中有应用。

2023年(nian)7月，华为荣耀MagicV2折(she)叠屏手机(ji)铰链宣告使用钛合金3D打(da)印技术制造(zao)，实现(xian)首次3D打(da)印在消费(fei)电子领域的规(gui)模化应用。据彭博社，Apple Watch Series9的表壳采用不锈钢粘结剂喷(pen)射（Binder Jetting）金属3D打(da)印；Apple Watch Ultra的数字表冠、侧(ce)按钮和一些其他(ta)操作按钮使用钛合金粉末床激光熔融（L-PBF）金属3D打(da)印生(sheng)产。如果智能手表的测试成功(gong)，苹果或将寻求在未来(lai)几年(nian)内(nei)在更多产品上使用该技术。

2023年(nian)9月，苹果在秋季(ji)发布会(hui)上发布了全新的iPhone 15Pro手机(ji)和Apple Watch Ultra2手表，二者(zhe)的边框均使用到了钛合金材料；今年(nian)10月，小米发布小米14系列手机(ji)，其中小米14Pro提供了钛金属特别版。在以上使用了钛材的3C产品中，荣耀折(she)叠屏轴盖和AppleWatchUltra2表壳均为单一钛合金材质，而(er)苹果和小米手机(ji)则使用了钛铝复合材料，即内(nei)部的底板为铝，外部的边框为钛，其中苹果手机(ji)使用了钛合金，小米手机(ji)使用了99%纯钛。相较于此前3C行业广泛(fan)使用的铝合金和不锈钢，钛合金CNC加工难(nan)度明显增大，3D打(da)印成为另一种颇具(ju)前景的可(ke)选加工方式。

头部厂家的示范效应之下(xia)，未来(lai)3D打(da)印技术有望拓展至更多消费(fei)电子产品，钛合金在3C行业中的应用已经形成趋势。

同时(shi)国内(nei)厂商技术的成熟，也让国内(nei)产业爆(bao)发具(ju)备基础。

3D打(da)印分为金属3D打(da)印和非金属3D打(da)印，其中金属3D打(da)印技术PBF已实现(xian)广泛(fan)工业应用，DED已形成工业化应用。增材制造(zao)工艺分为7类，不同技术通常在材料、能量源、成型方法上有差异，其中4种路线涉及金属3D打(da)印，粉末床熔融PBF（包(bao)括SLS、SLM、EBM、MJF）和定向能量沉积DED（包(bao)括LSF、WAAM）均可(ke)制造(zao)达到锻件标准的金属零件，是已成熟应用的技术路线。

据Wohlers 2022年(nian)Senvol数据库统计(ji)，全球1026件金属增材制造(zao)产品中，94%均采用PBF(902件)和DED(61件)技术制造(zao)。

以最广泛(fan)使用的金属3D打(da)印技术路线SLM为例，其加工原理为铺粉系统在加工平台铺一层金属粉末，激光在金属粉末的颗粒之间一次一层地(di)烧结成型。解决了复杂结构零件的加工制造(zao)问题，特别适用于制造(zao)具(ju)有复杂内(nei)腔结构的难(nan)加工钛合金、高温合金等零件。

SLM技术路线的主要设备厂商包(bao)括EOS、通快Trumpf、SLM Solutions、Concept Laser(GE)、铂力(li)特、汉(han)邦、先临/易加三维、华曙(shu)高科。国内(nei)设备厂商华曙(shu)高科、铂力(li)特的成型尺寸、扫描速(su)度等各项指标已经达到国际先进水(shui)平。

资料来(lai)源：SLMSOLUTION，Apple，3D Printing Industry，Facfox

此外，3D打(da)印的成本还将不断下(xia)降。

当前原材料金属3D打(da)印粉末价格持续下(xia)行。以铂力(li)特为例，2020-2022年(nian)自制金属3D打(da)印粉末销售价格由144.5万元/吨降至78.2万元/吨，降幅为46%。预计(ji)未来(lai)仍将保(bao)持下(xia)降趋势。

加上激光器国产化推进，零部件采购单价呈下(xia)降趋势，使得3D打(da)印设备端单价呈下(xia)降趋势；以及像铂力(li)特2023年(nian)发布的BLT-A400、BLT-S400、BLT-S450多激光配置方案，从设备激光器数量、粉末循环系统、配套软件等方面提升设备的生(sheng)产效率和稳定性，钛合金3D打(da)印仍有很大降本空(kong)间。

专业机(ji)构对钛合金3D打(da)印的成本进行拆解，在对未来(lai)3D打(da)印粉末材料价格和3D打(da)印设备价格的下(xia)降幅度以及3D打(da)印效率提升的幅度做出审慎的假设后，发现(xian)钛合金3D打(da)印环节的价格有望从当前的7元/g下(xia)降到2027年(nian)的3.64元/g，降幅接近50%。降本驱动后，3D打(da)印在3C钛合金产品制造(zao)中的渗透率有望持续提升。

03

市场有多大？

首先就钛合金技术切入消费(fei)电子领域看3D市场空(kong)间，目前已存在3款运用钛合金的设备零部件，专业机(ji)构测算铰链到2027年(nian)3D打(da)印钛合金铰链渗透率到50%时(shi)，市场空(kong)间将达到60亿元。手机(ji)中框与智能手表方面，通过对智能手机(ji)/手表出货(huo)量的预估，对渗透率、价值(zhi)量占比、单个手机(ji)用量、钛合金价格、粉末利(li)用率的合理假设后得出，2027年(nian)在3D打(da)印渗透率在20%的情况下(xia)全球智能手机(ji)和智能手表的市场空(kong)间分别为486.35亿元和63.42亿元，中国市场为108.20亿元和31.80亿元。

部分机(ji)构则认为，在2027年(nian)3D打(da)印折(she)叠屏钛合金轴盖80%渗透率，3D打(da)印AppleWatch钛合金表壳80%渗透率，3D打(da)印iPhone钛合金中框25%的渗透率前提下(xia)，2023-2027年(nian)累计(ji)的钛合金3D打(da)印产品、3D打(da)印设备、3D打(da)印粉末、3D打(da)印激光器和3D打(da)印振镜的市场规(gui)模分别为198.43亿元、164.40亿元、24.19亿元、9.41亿元和12.22亿元。

而(er)随着3D打(da)印技术的发展，应用领域越来(lai)越广，新产品的研发制造(zao)驱动下(xia)游不断拓展，越来(lai)越多领域正转(zhuan)变(bian)成增材制造(zao)生(sheng)产。

根(gen)据从事增材制造(zao)行业研究的美国咨询机(ji)构WohlersAssociates.（沃勒斯）统计(ji)数据显示，2021年(nian)全球增材制造(zao)产值(zhi)（包(bao)括产品和服务）152.44亿美元，同比增长(chang)19.50%。经过30多年(nian)发展，增材制造(zao)产业正从起(qi)步期迈入成长(chang)期，整(zheng)体(ti)来(lai)看近年(nian)来(lai)呈现(xian)快速(su)增长(chang)趋势。根(gen)据沃勒斯预测，到2025E年(nian)增材制造(zao)收入规(gui)模有望实现(xian)298亿美元，2021-2025E年(nian)CAGR为18.24%；到2030E年(nian)有望达到853亿美元，2025E-2030E年(nian)CAGR为23.41%。

全球增材制造(zao)市场规(gui)模 资料来(lai)源：华曙(shu)高科招股说明书

当前全球3D打(da)印头部企业主要集中在美国，我国3D打(da)印行业仍处于成长(chang)早期，2021年(nian)我国3D打(da)印行业规(gui)模在全球占比约17%，国内(nei)多项专利(li)通过申请但未投入具(ju)体(ti)应用，核心技术与尖端人才是制约我国当前3D打(da)印产业发展的关键因素。

我国高度重视增材制造(zao)产业发展，近年(nian)来(lai)，国内(nei)3D打(da)印市场应用程(cheng)度不断深化，在各行业均得到了越来(lai)越广泛(fan)的应用。2017-2020年(nian)，中国3D打(da)印产业规(gui)模呈逐年(nian)增长(chang)趋势，2020年(nian)中国3D打(da)印产业规(gui)模为208亿元，同比增长(chang)32.06%。根(gen)据前瞻产业研究院预测，预计(ji)2026E年(nian)我国3D打(da)印市场规(gui)模将超过1000亿元，2021-2026E年(nian)复合增速(su)20%以上。

中国增材制造(zao)产业规(gui)模 资料来(lai)源：华曙(shu)高科招股书、亿渡数据

04

相关企业有哪些？

3D打(da)印产业链上游分为打(da)印原材料、核心硬件和辅助运行软件三大板块(kuai)。原材料是3D打(da)印产业链基石，参与者(zhe)以具(ju)备全产业链布局的头部企业和粉材供应商为主。目前行业内(nei)常用的打(da)印材料包(bao)括金属、塑(su)料、光敏树脂、陶瓷和复合材料等五类，金属材料和复合材料是未来(lai)发展趋势。核心硬件和辅助运行软件国内(nei)外差距明显，目前国内(nei)呈多元竞(jing)争态势，国产替代(dai)潜力(li)大。

中游包(bao)括3D打(da)印设备制造(zao)及技术服务，是整(zheng)个产业链的核心主体(ti)。国内(nei)厂家以桌面级打(da)印机(ji)供应商为主，工业级打(da)印机(ji)技术难(nan)度大、工艺要求高，国内(nei)厂家数量虽少，但普遍具(ju)备全产业链供应能力(li)。

下(xia)游应用方式主要分为直接制造(zao)、设计(ji)验证和原型制造(zao)，目前已经广泛(fan)渗透至航空(kong)航天、汽车(che)、医疗等领域，其中金属工业级3D打(da)印是未来(lai)重要增长(chang)极。

3D打(da)印产业链 数据来(lai)源：华曙(shu)高科招股说明书，铂力(li)特招股说明书

当中铂力(li)特是国内(nei)金属3D打(da)印核心企业，布局金属3D打(da)印全产业链。公司(si)创始团队(dui)是国内(nei)最早的3D打(da)印研发团队(dui)之一，深耕金属增材领域二十余载，现(xian)已形成覆盖3D打(da)印上游原材料、中游设备、下(xia)游制造(zao)的完整(zheng)产品服务体(ti)系。

公司(si)依托自研设备积极开拓下(xia)游航空(kong)航天、医疗等领域客户，定制化产品已进入小批量生(sheng)产阶段。作为国内(nei)少有的具(ju)备全产业链供货(huo)能力(li)的3D打(da)印综合方案解决供应商，公司(si)技术能力(li)国内(nei)领先，随着我国不断加大3D打(da)印产业的投入和政策支(zhi)持，公司(si)有望充分受益。

华曙(shu)高科是我国工业级3D打(da)印设备领先企业，同时(shi)具(ju)备材料及软件自主研发和生(sheng)产能力(li)。公司(si)主要从事工业级增材制造(zao)设备的研发、生(sheng)产与销售，并提供3D打(da)印材料、工艺和服务，产品应用于航空(kong)航天、汽车(che)、医疗、模具(ju)等领域。公司(si)是国内(nei)少数具(ju)备自主开发增材制造(zao)工业软件、控(kong)制系统并实现(xian)SLM、SLS设备产业化量产销售的企业，受益全球3D打(da)印行业快速(su)发展。

先临三维是国内(nei)齿科3D数字化稀缺标的，3D扫描技术国内(nei)领先。公司(si)深耕3D打(da)印行业17年(nian)，自主研发拥有从3D数字化设计(ji)到3D打(da)印制造(zao)的软硬件一体(ti)化完整(zheng)技术链。公司(si)齿科数字化产品丰富，包(bao)括3D口扫、3D桌扫、齿科DLP打(da)印机(ji)（含材料）、CAD/CAM系统等，技术优势在于前端的扫描，目前高毛利(li)率的自研扫描仪已经成为公司(si)的主要产品。

银邦股份则是高端金属复合材料领先企业，其子公司(si)飞(fei)而(er)康是国内(nei)最早从事金属3D打(da)印应用服务的厂商之一，深耕航空(kong)航天业务十余载，建设工业化生(sheng)产工厂，积极推动3D打(da)印产业化应用。飞(fei)而(er)康是国内(nei)首家通过金属3D打(da)印适航认证、拥有金属粉末制备-金属3D打(da)印部件制造(zao)-热等静压处理-性能检测完整(zheng)生(sheng)产工艺的企业，制造(zao)的3D打(da)印零件已被批量应用到C919飞(fei)机(ji)的生(sheng)产中。

光韵达的全资子公司(si)通宇航空(kong)有十年(nian)航空(kong)装备制造(zao)与管理经验，产品包(bao)括多型号机(ji)加工及3D打(da)印航空(kong)零部件，主要客户为成都(dou)飞(fei)机(ji)工业(集团)有限责(ze)任公司(si)。通宇航空(kong)毗邻核心客户，是其航空(kong)零部件和3D打(da)印供应商，在与成飞(fei)集团多年(nian)的合作中，公司(si)已经融入成飞(fei)供应链，成为重要供应商之一。