当前我国3D打印行业渗透率不到0.1%，仍处于产业化早期，未来有望成长为大千亿级别行业（假设渗透率3%-5%）。“空天需求”或是“十四五”期间行业发展的主推力，医疗/齿科、模具有望贡献可观增量。考虑到现在行业集中度相对较低，建议跟踪产业化进程，关注产业链公司业绩情况，优先选择一体化布局的设备厂商，把握行业增长和龙头扩张机遇。建议关注作为3D打印龙头、优享行业红利的铂力特；金属&高分子两轮驱动，成长性值得期待的华曙高科。此外还可关注上游原材料、振镜、扫描仪环节等企业。
　　▍为什么此时关注3D打印行业？当前市场对于3D打印的认知，更多的是处于“概念”层面，对其实际应用、产业化进程和相关行业公司并无深入认知。但过去十年我国3D产业迎来高速发展期，根据增材制造产业联盟数据，2022年我国3D打印产值有望达330亿元，过去十年30倍增长，细分领域诞生了多个龙头/独角兽。我们预计，“十四五”期间下游需求增长有望展现出持续性，产业链细分龙头有望率先受益。
　　▍千亿级朝阳产业。3D打印行业经过近四十年发展，在全球/我国已成为千亿/百亿元量级的产业，是传统制造的有力补充，可应用在制造业的各细分领域。但在技术、成本等因素的约束下，当前以航空航天、医疗/齿科应用为主，制造业渗透率不足0.1%，仍处于产业化前期。未来随着产业供需两端因子持续改善，3D打印渗透率有望提升至3%-5%，叠加制造业总产值的增长，预计产业规模还有数量级的提升空间。
　　▍行业的发展逻辑和趋势。随着2009年来美欧底层专利的陆续失效，我国3D打印技术实力持续提升，国产替代稳步推进。从产业链着手，当前行业上中游各环节的技术路线多样，金属路线占据重要地位，近五年进入发展加速期，未来空间广阔。从趋势看，设备商为增强行业竞争力，有向上游（原材料、软件、扫描仪等）一体化布局趋势；“空天需求”或是我国“十四五”期间行业发展的主推力，医疗/齿科、模具有望贡献可观增量。
　　▍风险因素：下游装备批产不及预期；行业出现变革性技术；研发进度不及预期；行业竞争加剧。
　　▍投资策略：当前我国3D打印行业渗透率不到0.1%，仍处于产业化早期，未来有望成长为千亿级别行业（假设渗透率3%-5%），市场规模或保持快速增长。“空天需求”或是“十四五”期间行业发展的主推力，医疗/齿科、模具有望贡献可观增量。考虑到现在行业集中度相对较低，当前建议跟踪产业化进程，关注产业链公司业绩情况，优先选择一体化布局的设备厂商，把握行业增长和龙头扩张机遇。建议关注作为3D打印龙头、优享行业红利的铂力特；金属&高分子两轮驱动，成长性值得期待的华曙高科，为满足日益旺盛的下游需求，两公司均有大规模扩产计划，有望享受行业0-1的成长红利。此外还可关注上游原材料、振镜、扫描仪环节等企业。
　　

研究报告全文：变革性生产技术千亿级朝阳产业3D打印行业深度报告202334中信证券研究部核心观点当前我国3D打印行业渗透率不到01仍处于产业化早期未来有望成长为大千亿级别行业假设渗透率3-5空天需求或是十四五期间行业发展的主推力医疗齿科模具有望贡献可观增量考虑到现在行业集中度相对较低建议跟踪产业化进程关注产业链公司业绩情况优先选择一体化布局的设备厂商把握行业增长和龙头扩张机遇建议关注作为打印龙3D纪敏头优享行业红利的铂力特金属高分子两轮驱动成长性值得期待的华曙制造产业高科此外还可关注上游原材料振镜扫描仪环节等企业联席首席分析师为什么此时关注打印行业当前市场对于打印的认知更多的是处于S10105200300023D3D概念层面对其实际应用产业化进程和相关行业公司并无深入认知但过去十年我国3D产业迎来高速发展期根据增材制造产业联盟数据2022年我国3D打印产值有望达330亿元过去十年30倍增长细分领域诞生了多个龙头独角兽我们预计十四五期间下游需求增长有望展现出持续性产业链细分龙头有望率先受益付宸硕千亿级朝阳产业3D打印行业经过近四十年发展在全球我国已成为千亿百军工行业亿元量级的产业是传统制造的有力补充可应用在制造业的各细分领域但首席分析师在技术成本等因素的约束下当前以航空航天医疗齿科应用为主制造业S1010520080005渗透率不足01仍处于产业化前期未来随着产业供需两端因子持续改善3D打印渗透率有望提升至3-5叠加制造业总产值的增长预计产业规模还有数量级的提升空间行业的发展逻辑和趋势随着2009年来美欧底层专利的陆续失效我国3D打印技术实力持续提升国产替代稳步推进从产业链着手当前行业上中游各环节的技术路线多样金属路线占据重要地位近五年进入发展加速期未来刘海博空间广阔从趋势看设备商为增强行业竞争力有向上游原材料软件制造产业扫描仪等一体化布局趋势空天需求或是我国十四五期间行业发展首席分析师的主推力医疗齿科模具有望贡献可观增量S1010512080011风险因素下游装备批产不及预期行业出现变革性技术研发进度不及预期行业竞争加剧投资策略当前我国3D打印行业渗透率不到01仍处于产业化早期未来有望成长为千亿级别行业假设渗透率3-5市场规模或保持快速增长空天需求或是十四五期间行业发展的主推力医疗齿科模具有望贡3D打印行业献可观增量考虑到现在行业集中度相对较低当前建议跟踪产业化进程关评级强于大市首次注产业链公司业绩情况优先选择一体化布局的设备厂商把握行业增长和龙头扩张机遇建议关注作为3D打印龙头优享行业红利的铂力特金属高分子两轮驱动成长性值得期待的华曙高科为满足日益旺盛的下游需求两公司均有大规模扩产计划有望享受行业0-1的成长红利此外还可关注上游原材料振镜扫描仪环节等企业重点公司盈利预测估值及投资评级收盘价EPS元PE简称代码评级元21A22E23E21A22E23E铂力特688333SH15365047062241-2066640-资料来源Wind一致预期中信证券研究部注1股价为2023年3月3日收盘价2公司盈利预测为Wind90天一致预期证券研究报告请务必阅读正文之后第36页起的免责条款和声明打印行业深度报告3D202334目录投资聚焦5报告亮点5投资逻辑5概览变革性生产技术产业化稳步推进6产业链中游设备商为核心一体化布局为趋势12产业链行业集中度较高整体规模增速加快12上游以原材料为核心产业化快速发展15中游以专业设备商为主金属打印快速发展19下游空天医疗模具需求旺盛推动产业化加速24航空航天军民两旺推动3D打印产品需求25医疗齿科渗透率上行叠加国产替代扬帆千亿蓝海市场28模具随形冷却水道加速优质模具生产潜在应用规模可观30风险因素32投资逻辑关注一体化布局的设备商32铂力特3D打印龙头优享产业红利32华曙高科金属高分子两轮驱动成长性值得期待34插图目录图1增材制造基本流程与原理6图2增材制造发展历程6图3增材制造原理与传统制造原理对比7图43D打印晶型网格复杂结构8图5波音公司采用3D打印技术可有效优化零件结构8图6不同原材料价格差异较大万元吨8图7不同制造方式的原材料利用率克8图8钛排气装置传统制造与增材制造效率分析9图9汽车钛排气管9图10EOS产品单价万元台9图113DSystem下游客户主要是行业头部企业9图12多家下游应用和相关领域巨头进入增材制造11图13铂力特产品设备单价呈逐年递减趋势11图14增材制造原料供应商数量个11图15增材制造原材料种类个11图16SLMSolutions推出的3D打印机生产直径达18米12图17增材制造产业链及相关公司一览12图182019-2021年全球增材制造投融资项目数量个14请务必阅读正文之后的免责条款和声明2打印行业深度报告3D202334图192021年全球增材制造各轮次融资项目数量个14图202011-2021全球3D打印产值亿美元14图212021-2030E全球3D打印产值亿美元14图222018-2024E中国增材制造产业规模亿元15图23中国增材制造行业专利授权量件15图242011-2021全球增材制造原材料产值亿美元16图252021年全球范围增材制造原材料销额占比16图262015-2021全球范围增材制造原材料销额占比16图27原材料厂商占比变化16图283D打印金属粉末数量快速增长个17图292009-2021年金属粉末销额及增速亿美元17图302021年我国3D打印原材料产值产量和结构情况17图31三维扫描仪主要分类18图32全球三维扫描仪市场规模18图33全球工业级增材制造设备销售数量20图34全球工业级增材制造设备企业数量个20图35全球金属级增材制造设备销售数量台20图36金属增材制造设备技术壁垒高单位价值量远高于平均20图37截至2021年底全球工业级3D打印设备装机量分布格局21图382021年全球3D打印系统销量包含辅助设备市场竞争格局21图393D打印设备区域市场份额变动22图40我国企业快速发展营收持续增长百万元22图41中国3D打印设备技术相关专利个22图422021年铂力特与EOS增材制造设备国内单价万元22图433D打印设备市场竞争格局情况2021年23图44铂力特和华曙高科营收稳步增长23图45我国3D打印厂商格局2021年23图463D打印设备串联多个环节设备制造要求较高的中上游协同性24图472021年增材制造下游应用领域结构24图482021年我国增材制造产品打印应用领域集中于航空航天24图49各类别航空发动机平均单价亿元25图50采用增材技术制造的GELEAP发动机喷嘴和涡轮中心框架25图51增材制造在航空航天领域的渗透率稳步提升26图52我国装备支出占比稳步提升26图532021年中美俄军机保有量架26图54航空发动机市场空间广阔亿元27图55翼龙无人机广泛采用3D打印技术27图56我国无人机市场规模27图57谷神星一号前四次发射28图58我国商业航天市场规模28图59增材制造在齿科领域的应用28图60全球口腔医疗市场规模及其预测亿美元29图61增材制造在口腔领域的市场规模29图62口腔人均消费支出元202029图63每百万人中口腔医生人数人202029图64中国口腔医疗机构数量30请务必阅读正文之后的免责条款和声明3打印行业深度报告3D202334图65中国口腔医疗市场规模亿元30图66模具制造流程复杂30图67百事可乐使用3D打印包装瓶模具30图683D打印随形冷却水道31图69宝马在发动机模具制造上使用3D打印技术31图70中国模具市场规模整体稳定31图71模具应用主要集中在汽车和电子领域31图72公司2017-2022Q3营收归母利润及对应增速33图73公司各业务线营收情况百万元33图74公司定制化产品生产所需情况含预测万小时34图75公司2017-2021年设备产能实际工时和产能利用率34图76公司1-4期项目设备设备制造原材料产能34图77公司2019-2022Q3营收归母利润及对应增速35图78公司航空航天业务快速增长及增速35图79公司2019-2021年设备原材料产量和产能利用率35图80公司航空航天业务快速增长及增速35表格目录表1增材制造与传统制造模式对比7表23D打印金属粉末参考指标10表33D打印技术对应最小壁厚10表4国内外增材制造设备龙头厂商可打印最大尺寸设备一览10表5各国发布支持增材制造产业发展政策13表6增材制造原材料主要类别及特点15表7全球主要增材制造原材料生产商及其概况18表8全球主要3D打印扫描仪生产商及其概况19表9增材制造主流技术一览19表10头部3D打印企业创立时间地区和主要业务21请务必阅读正文之后的免责条款和声明4打印行业深度报告3D202334投资聚焦报告亮点为什么此时关注3D打印行业当前市场对于3D打印的认知更多的是处于概念层面对其实际应用产业化进展和相关行业公司并无深入认知然而随着2009年以来底层技术专利的陆续失效我国3D产业迎来高速发展期根据中国增材制造产业联盟数据2022年行业产值有望达330亿元过去十年30倍增长细分领域诞生了多个龙头独角兽从应用领域看当前我国下游需求主要来自十四五规划重点提及的航空航天此外医疗齿科模具场景应用也在快速增长我们预计下游需求有望展现出持续性业内龙头有望率先受益3D打印行业规模有多大3D打印行业经过近四十年发展在全球我国已成为1000亿元200亿元量级的产业可以应用在航空航天医疗汽车能源等各个行业但在技术成本等因素的约束下当前其制造业渗透率不足01仍处于产业化前期未来随着产业供需两端因子持续改善渗透率有望提升至3-5叠加制造业总产值的增长预计产业规模还有1个数量级以上的提升空间本研报主要的逻辑和内容本篇报告首先梳理并分析行业的发展历史限制因子以及边际改善指出随着底层专利的陆续失效近十年行业将迎来黄金发展周期接着从产业链着手深入分析了当前行业上中游各环节的技术路线市场规模以及行业格局并认为金属路线未来空间广阔设备商有向上一体化趋势然后结合下游催化空天医疗汽车我们认为我国3D打印在十四五期间有望快速发展最后是行业龙头的关注逻辑为什么关注铂力特和华曙高科铂力特金属路线和华曙高科金属非金属路线是我国3D打印设备龙头且向上游原材料软件一体化布局较为前瞻和成功行业竞争力较强下游客户主要是航空航天随着十四五期间相关预研装备的陆续批产业绩有望展现出较强的成长属性为满足日益旺盛的下游需求两公司均有大规模扩产计划有望享受行业0-1的成长红利建议关注投资逻辑行业低渗透率处于配置窗口期增材制造具有逐层打印快速成型高利用率的特点属于变革性技术是传统制造的有力补充按产值口径当前我国行业渗透率不到01未来有望成长为大千亿级别行业假设渗透率3-5产业链环节较多优先关注一体化布局的设备厂商一体化厂商高技术壁垒业务边界较宽业绩持续放量概率较大1从业绩弹性而言设备商原材料商弹性最高其他环节企业大多并非专注于3D行业营收结构不够纯粹2从技术壁垒而言设备环节高于原材料且设备商可制造设备专用原材料提高打印产品参数进而提高行业竞争力3从营收空间而言设备企业收入规模一般高于原材料且设备商可以提供产品打印服务扩容业务空间其次可关注业务收入主要来自3D打印行业上游的原材料扫描仪振镜等环节的较小市值细分龙头企业请务必阅读正文之后的免责条款和声明5打印行业深度报告3D202334概览变革性生产技术产业化稳步推进变革性制造技术应用于多个领域增材制造通常俗称为3D打印定义为以数字模型文件为基础通过软件与数控系统将专用的金属材料非金属材料以及医用生物材料利用软件进行设计和优化通过专用的打印设备按照挤压烧结熔融光固化喷射等方式逐层堆积制造出实体物品的制造技术增材制造核心设备为3D打印机目前增材制造在工业中常被用于航空航天医疗模具汽车等领域的特殊零部件制造图1增材制造基本流程与原理资料来源长三角激光联盟中信证券研究部增材制造理念历史悠久产业化历程相对短暂增材制造并不是一个全新概念早在19世纪末期美国和法国就有了关于使用层合方法生成地图模型的方法但都停留在图纸层面1986年3DSystems成立标志着3D打印进入产业化1995年德国Fraunhofer激光技术研究所ILT推出SLM技术激光技术开始被应用于增材制造并逐步普及整体来看我国增材制造产业化相对短暂但随着美欧的3D打印底层技术专利在2009-2015年陆续到期我国增材制造市场开始进入发展快车道根据中国增材制造产业联盟2022年我国3D打印市场规模有望达到330亿元实现十年30倍涨幅图2增材制造发展历程资料来源中国增材制造产业联盟沃勒夫各公司官网中信证券研究部请务必阅读正文之后的免责条款和声明6打印行业深度报告3D202334增材制造使用材料逐步累加形成需要产品和传统制造拥有本质区别增材制造与传统制造的最大差别在于传统制造使用车铣刨磨钻等工具依靠机械外力实现多余材料去除或者直接使用铸造和锻造工艺实现产品制造与加工而增材制造则是使材料逐层累加形成需要的形状原理上的本质差异使得增材制造和传统制造在原料使用技术设备应用领域方面均有一定差异图3增材制造原理与传统制造原理对比资料来源搜狐科技中信证券研究部表1增材制造与传统制造模式对比传统减材制造增材制造按产品需求决定通常成本较低根据不同增材制造技术需采用特定原材料成本较高原原材料通常原料利用率较低材料利用率高零部件通过切割焊接等技术完成复杂零件通常由零到可实现复杂零件的一次成型且精度较高通常工业级制造工艺整拼接完成3D打印可以实现10-20微米层厚的打印需求从原料和设备维度来看成本较低但原料利用率和高难度需要使用特定原料相对成本较高但高原料利用率和高制造成本零部件制造上成本较高精度在特定领域相对成本较低制造设备设备普适性强同一领域可通用需要按照不同需求进行定制化生产制造周期与效率全周期较长效率较低设计验证周期相对较短效率较高当前主要集中在高端制造领域且主要应用于小型微米到产品尺寸可适用于几乎所有工业产品尺寸米级的零部件制造无法制造大型零件可应用领域相对较窄但潜在应用领域多边际市场空间应用领域普适性强应用广泛制造业的基石广阔资料来源铂力特招股书中信证券研究部3D打印在特定条件下可实现降本提效优势显著增材制造和传统制造的本质区别决定了增材制造在部分领域拥有一定优势整体来看增材制造软件建模快速成形逐层堆积等特点决定了增材制造拥有以下优势1生产结构复杂的高性能产品依托轻量化降低全生命周期成本增材制造可以实现复杂零部件一次成型同时也能够优化零部件结构实现轻量化进而实现降本以波音公司生产的787梦想客机为例由于波音787采用了金属纤维机身和机翼因此需要较多的合金每架约花费265亿美元的波音787中钛合金部件的成本大概在1700万美元而通过NorskTitanium的3D金属打印技术请务必阅读正文之后的免责条款和声明7打印行业深度报告3D202334这一部分的成本将有所降低据NorskTitanium估计3D打印钛合金部件可以为每架飞机节省200-300万美元制造成本以及后续轻量化带来的油耗降低图43D打印晶型网格复杂结构图5波音公司采用3D打印技术可有效优化零件结构资料来源AutoDesk官网中信证券研究部资料来源Boeing官网中信证券研究部2高原材料利用率降低核心零部件制造成本不同原材料价格差异较大某些应用领域的原材料价格昂贵比如钛合金传统钛基材料达到了98万元吨价格已是高昂而根据Wohlers2021年3D打印的钛基材料达到了363万元吨同比增长200以上3D打印逐层堆叠的特点可以减少原材料的浪费较大程度提升了原料利用率从而降低核心零部件的制造成本图6不同原材料价格差异较大万元吨图7不同制造方式的原材料利用率克40363原料用量零件重量原料利用率右轴35120070302510006050208001598407488600103051917400200200103D打印传统材料3D打印传统材料3D打印传统材料00钛基铝基不锈钢传统制造减材制造铸造等材制造增材制造资料来源WohlersAssociatesWind中信证券研究部资料来源Safran集团中信证券研究部3增材制造可以缩短设计-验证-生产全流程周期提高产品制造效率传统制造模式中产品设计验证需要经历大量的定型前产品试制不断对产品进行改进最终实现定型增材制造技术能够使用建模软件进行产品的优化设计并且可以实现产品的快速制造以钛排气装置为例根据3DSystems增材制造可以实现装置的整合式设计与制作产品设计时间从6周缩短到6天零部件数量从20个降低到1个此外生产时间也仅为之前的14大大缩短了流程周期提高制造效率请务必阅读正文之后的免责条款和声明8打印行业深度报告3D202334图8钛排气装置传统制造与增材制造效率分析图9汽车钛排气管资料来源3DSYSTEMS官网中信证券研究部资料来源3DSYSTEMS官网中信证券研究部多种限制因素阻碍增材产业化发展虽然技术在发展历程中不断迭代但增材制造的本质仍是对材料进行不同方式的熔融后逐层堆积形成产品这个过程实际上对原材料设备都提出了不同于传统制造的各种要求包括1增材制造方案整体成本较高目前以低价格敏感度领域为主增材制造作为新兴行业市场化历程短暂设备相对传统设备结构复杂原材料生产工艺等相对传统制造也要求更高所以增材制造方案整体成本相对较高下游客户也主要集中在各应用领域实力雄厚的头部厂商故目前仍以低价格敏感度的航空航天医疗等领域为主图10EOS产品单价万元台图113DSystem下游客户主要是行业头部企业9008007006005004003002001000M280M290M400P110P396资料来源WohlersAssociatesWohlersReport2022中信证资料来源3DSystems官网中信证券研究部券研究部2原材料种类有限约束产品生产范围为了保证原材料能够完成较好的熔融烧结并逐层堆积3D打印使用的粉末有特殊性质要求粉末的含氧量流动性粒度等都有不同要求使得新材料的研发成本较高原材料范围有限整体来看在产业化发展起步时期增材制造的新型材料应用周期较长限制了3D打印技术在部分细分领域场景的应用请务必阅读正文之后的免责条款和声明9打印行业深度报告3D202334表23D打印金属粉末参考指标指标名称标准影响因素含氧量1500ppm以下航空航天高精尖要求500ppm以下工件致密性及力学性能粒度分布1553m激光细粉53105m等离子束粗粉流动性球形度金属粉末颗粒接近球体的程度越高越好流动性资料来源广州3D打印中心官网中信证券研究部3打印尺寸受技术限制微型大型零件制造难度较高通常3D打印最大一次性成型尺寸取决于打印机的打印空间大小而最小尺寸则取决于可打印的最小壁厚当前3D打印设备的尺寸通常处于毫米级到米级尺寸局限相对传统制造较大表33D打印技术对应最小壁厚壁厚情打印技术类最小壁厚况型FDM1mm以上非支撑SLA1mm以上性壁厚SLS08mm以上SLM2mm以上FDM08mm以上支撑性SLA05mm以上壁厚SLS06mm以上SLM2mm以上资料来源齐思印3D打印微信公众号中信证券研究部表4国内外增材制造设备龙头厂商可打印最大尺寸设备一览所属公司型号打印尺寸mm打印技术铂力特BLT-C1000150010001000DED先临三维EP-A800800800450VPP3DSystemsProX9501500750550VPPStratasysObjet1000Plus1000800500MJTSLMSolutionsNXGXII600600600600PBFEOSP810700380380PBF资料来源WohlersAssociatesWohlersReport2022中信证券研究部前期抑制因素有所改善产业化有望加速受制于上述因素前期3D打印的可应用领域相对较窄下游客户需求较低通用化进程较慢但随着技术持续突破和产业政策引导前期因素得到改善3D打印产业化有望加速1研发投入叠加下游需求催生规模化产业链全环节持续降本随着美欧的3D打印底层技术专利在2009-2015年陆续到期我国增材制造产业在研发领域障碍消除研发投入得以提升叠加部分领域对零件制造的工艺精度技术难度和全流程成本要求的提高增材制造快速成型提升生产效率的特点不断被发掘增材制造产业化深入中下游厂商开始向上拓展GEHP等下游应用公司纷纷布局3D打印产业巴斯夫杜邦等企业进入原材料领域研发投入和市场规模效应显现使得产业链各环节降本显著请务必阅读正文之后的免责条款和声明10打印行业深度报告3D202334图12多家下游应用和相关领域巨头进入增材制造图13铂力特产品设备单价呈逐年递减趋势201620172018350300250200150100500S200系列S300系列资料来源南极熊3D打印微信公众号中信证券研究部资料来源铂力特招股书中信证券研究部2原材料持续丰富助力设备端发展随着增材制造产业化的推进原材料和中下游的紧密联系使得中游设备制造厂商和下游应用厂商均开始布局原材料领域增材制造原料供应商逐年增长2017年到2021年从98家增长到230家4年CAGR29而随着供应商增加和研发投入增长原材料种类也愈发丰富2021年全球增材制造原材料种类超过2800种四年CAGR达38图14增材制造原料供应商数量个图15增材制造原材料种类个250陶瓷复合物金属高分子聚合物沙蜡160020014001501200100010080060050400200002017201820192020202120172018201920202021资料来源Senvol中信证券研究部资料来源Senvol中信证券研究部3最大尺寸持续突破应用范围有效扩宽随着工业技术的不断进步和在增材制造技术产业化领域的不断投入3D打印的设备性能不断提升打印尺寸也在不断增大SLMSolution于2022年推出3x12x12米的超大尺寸粉末床激光熔融金属3D打印机可生产直径18m高16m的圆柱形零件或是3m12m12m的长形零件请务必阅读正文之后的免责条款和声明11打印行业深度报告3D202334图16SLMSolutions推出的3D打印机生产直径达18米资料来源SLMSolutions官网产业链中游设备商为核心一体化布局为趋势产业链行业集中度较高整体规模增速加快产业链以中游设备商为核心厂商丰富市场化需求衍生出完整产业链增材制造以技术为关键设备为核心产品为最终体现形式整体产业链可以分为上中下游图17增材制造产业链及相关公司一览资料来源各公司公告中信证券研究部上游上游领域主要是生产所需原材料和增材制造设备的核心硬件和辅助设备1原材料主要为金属粉末和非金属材料是上游领域的核心主要厂商有StratasysSolvay3DSystems铂力特华曙高科中航迈特有研粉材请务必阅读正文之后的免责条款和声明12打印行业深度报告3D2023342硬件为核心的激光器振镜系统和引擎主要厂商有IPGROFIN大族激光武汉锐科创鑫激光Scanlab金橙子德州仪器等3辅助设备主要包括3D建模软件和扫描仪主要厂商有3DSystemsArtec3D华曙高科铂力特中望3D先临三维思看科技等中游中游为3D打印设备商和打印服务商以设备商为主中游设备商是3D打印产业链的核心设备按照原材料类别可分为金属打印和非金属打印金属领域的主要厂商有EOSSLMSolutions铂力特华曙高科易加三维等非金属领域的主要厂商有3DSystemsBASFDupont华曙高科联泰等下游下游为3D打印产业各应用领域当前以航空航天医疗和模具为主近年随着中下游应用商不断向上布局下游需求引导对增材制造的助推作用显著主要厂商有航空航天的波音通用电气霍尼韦尔赛峰集团中航工业等汽车领域的一汽大众宝马等医疗领域的爱尔创时代天使教育领域主要包括国内部分高校以及电子领域的索尼苹果尼康等核心政策支持产业资本活跃推动产业化发展美日欧和我国均对3D打印行业高度重视推出核心政策支持产业化发展产业资本方面据南极熊3D打印统计2019-2021年全球3D打印行业投融资项目数量增长迅速2021年融资达142个整体来看3D打印在政府政策和产业资本关注下产业化有望进入快车道表5各国发布支持增材制造产业发展政策发布时间发布国家地区发布部门政策名称主要内容振兴美国制造业框美国政府将人工智能3D打印机器人作为重振美国制造业的三2009美国美国政府架大支柱产业3D打印是第一个得到政府扶持的产业欧盟理事拟在7年时间2014-2020年内投资近800亿欧元约合人民币2013欧盟会欧洲议地平线20206500亿元是欧盟有史以来规模最大的科研创新计划3D打印会及欧委会为其重点投资领域之一日本政府在2014年投入40亿日元由经济产业省组织实施以3D打印为核心的制造革命计划该计划分为两个主题新一2014日本日本政府制造业白皮书代企业级3D打印机技术开发主题以金属材料3D打印机为对象而超精密3D成形系统技术开发主题以砂模材料3D打印机为对象国家增材制造产业到2016年初步建立较为完善的增材制造产业体系整体技术2015中国工信部发展推进计划2015-水平保持与国际同步在航空航天等直接制造领域达到国际先进2016年水平在国际市场上占有较大的市场份额2021年度实施企增材制造行业被纳入2021年度实施全业标准领跑者重点领市场监管总2021中国业标准领跑者重域其中涉及增材制造领域的主要产品为增材制造装备属于专局点领域用设备制造业资料来源铂力特招股书铂力特问询函回复中信证券研究部请务必阅读正文之后的免责条款和声明13打印行业深度报告3D202334图182019-2021年全球增材制造投融资项目数量个图192021年全球增材制造各轮次融资项目数量个国内个国外个国内国外16050451404012035301002520801560105400200201920202021资料来源南极熊3D打印网中信证券研究部资料来源南极熊3D打印网中信证券研究部全球千亿规模仍为起点2021-2030年CAGR有望达213D打印行业2021年全球规模达153亿美元则折合人民币超千亿假设美元对人民币汇率为7过去10年行业产值复合增速为25随着入局厂商的持续增加技术突破推动的成本下行航空航天汽车医药和模具等下游产业需求有望快速增长根据Wohlers预测20232025年全球增材制造产业有望达298亿853亿美元对应人民币约为2100亿6000亿元较2021年同比增长95458对应复合增速为1823当前行业仍处于导入期未来增长动能强劲图202011-2021全球3D打印产值亿美元图212021-2030E全球3D打印产值亿美元853全球3D打印产值亿美元YoY90080018040700341531603560014030500120212025100400202988030060157153401020020510000020212025E2030E资料来源WohlersAssociatesWohlersReport2022中信证资料来源WohlersAssociatesWohlersReport2022含预券研究部测中信证券研究部我国增材制造2021年规模达262亿元仍处于快速发展通道随着美欧的3D打印底层技术专利在2009-2015年陆续到期我国增材制造行业专利授权量快速增长推升行业景气度提升叠加政策要素成本以及下游需求的拉动我国增材行业近年来实现快速增长根据中国增材制造产业联盟数据2022年我国增材制造产业规模有望达330亿2018-2022年CAGR为28根据赛迪咨询数据2024年中国3D打印市场规模有望突破500亿元相较2022年继续提升50请务必阅读正文之后的免责条款和声明14打印行业深度报告3D202334图222018-2024E中国增材制造产业规模亿元图23中国增材制造行业专利授权量件中国3D打印产业规模亿元YoY140001200060035500100005002626302480002225400600020300400015200200010100500020182019202020212022E2023E2024E资料来源中国增材制造产业联盟赛迪咨询预测中信证券研究部资料来源智慧芽中信证券研究部上游以原材料为核心产业化快速发展上游领域主要涵盖材料软件和核心硬件原材料是核心由于软硬件复用性较高因此技术壁垒较低发展较为成熟行业增长相对平稳限制行业发展的主要是用于专用于3D打印的原材料当前增材制造对原材料的性能要求较高当前全球仅有数千种原材料能用于生产只有亿级的化合物数量的万分之一且考虑到原材料属于耗材无法复用所以从产业发展限制和行业规模而言原材料均是上游核心四大原材料路线金属材料多应用于前沿领域整体来看增材制造原材料可以分为金属非金属打印前者主要使用金属粉末后者主要使用高分子粉末光敏树脂和非金属丝材等总体而言金属材料壁垒最高产品单价较高下游应用也多为航空航天医疗等尖端工业领域表6增材制造原材料主要类别及特点原材料类别简介特性主要应用在一定波长的紫外光照射留灰率低精度高韧性汽车家电电子消费等光敏树脂下便会立刻引起聚合反好成型表面质量较高领域应完成固态化转换主要包括塑料树脂蜡耐高温耐腐蚀阻燃性高分子粉末航空航天汽车等高分子材料和力学性能好相对粉材来说加工难度更与粉材相对原始形状为航空航天消费电子等领丝材小但在金属材料中应用丝状域较少包含多种合金如钛合强度高耐腐蚀性能好金属粉末航空航天医疗汽车等金不锈钢等耐热性高机械性能优异资料来源WohlersAssociates中信证券研究部原材料市场规模接近200亿元非金属材料占据主导根据WohlersAssociates全球增材制造原材料规模快速发展2021年产值超过25亿美元2016-2021年CAGR为24分类别来看高分子粉末光敏树脂丝材金属粉末分别占比35252018以高分子粉末为代表的非金属材料占据市场主导请务必阅读正文之后的免责条款和声明15打印行业深度报告3D202334图242011-2021全球增材制造原材料产值亿美元图252021年全球范围增材制造原材料销额占比增材制造原材料产值亿美元yoy30323526282光敏树脂25263018252325高分子粉末2020丝材1520金属粉末1015101035其他5500资料来源WohlersAssociatesWohlersReport2022中信证资料来源WohlersAssociatesWohlersReport2022中信券研究部证券研究部高分子金属材料占比持续提升高壁垒之下金属材料厂商占比有所下行由于光敏树脂和丝材主要应用在消费级打印高分子和金属材料主要用于工业级打印所以工业级产业化快速发展的背景下下游需求推动高分子粉末和金属材料销额占比持续提升2021年高分子粉末金属粉末销额占比为3518相较2015年提升117此外考虑到金属增材制造通常应用于精度要求和工艺要求更高的领域航天航天医疗等技术壁垒要求更高客户也主要集中在行业龙头因此行业新进入厂商通常选择壁垒相对较低的高分子材料金属材料厂商占比呈现一定程度下行趋势2021年金属厂商占比48同比下行5pcts图262015-2021全球范围增材制造原材料销额占比图27原材料厂商占比变化光敏树脂高分子粉末丝材金属粉末2020202110060115190141617171818475080212020377021212020403660242530502627283040351720301120433910363332301025002015201620172018201920202021高分子材料金属材料两者均生产资料来源WohlersAssociatesWohlersReport2022中信证资料来源WohlersAssociatesWohlersReport2022中信券研究部证券研究部技术突破推动金属材料发展下游产业有望接近千亿金属3D打印对粉末材料的要求高于传统冶金粉末在粉末球形度松装密度化学成分及粒度分布要求更为严格因此早期金属粉末市场规模较小随着厂商研发投入持续增加金属材料技术迎来突破金属牌号不断丰富2021年铝镍钢钛产品数量相较2017年翻倍2021年全球3D打印金属粉末销额超47亿美元5年CAGR达30考虑到金属材料在先进制造中的请务必阅读正文之后的免责条款和声明16打印行业深度报告3D202334广泛应用金属3D打印未来增长空间广阔根据IDTech数据2025年金属3D打印市场有望达到180亿美元折合人民币超千亿元假设美元兑人民币汇率为7从而给上游原材料发展带来强力支撑图283D打印金属粉末数量快速增长个图292009-2021年金属粉末销额及增速亿美元铝钴铜镍钢钛其他金属粉末销额亿美元yoy12005047904580100040703580020360199304542501752560028140142269202822724304001181771515205209201321771020015810105051041151210000497820172018201920202021资料来源WohlersAssociatesWohlersReport2022中信证资料来源WohlersAssociatesWohlersReport2022中信券研究部证券研究部我国同样以非金属材料为主导但金属材料占比明显高于世界平均考虑到非金属打印在桌面级打印中的广泛应用以及我国在全球桌面级应用的Tier1地位叠加高分子材料的快速发展目前总体来看非金属材料仍占据主导根据中国增材制造联盟调研数据2021年国内Top50增材制造企业专用材料营收达到147亿元占总营收90亿元的16其中非金属材料占比为63占据主导但金属材料占比为37远高于世界平均系我国工业级应用当前以航空航天为主对钛合金铝合金等高性能金属需求较多图302021年我国3D打印原材料产值产量和结构情况资料来源中国增材制造产业联盟中信证券研究部原材料后发追赶国产替代进程顺利由于外资占据先发优势产业化进程较为深入因此原材料的种类丰富度产品性能和交付能力产能建设上都有一定优势但请务必阅读正文之后的免责条款和声明17打印行业深度报告3D202334近年来我国增材制造设备商新材料厂商加强研发投入并取得技术突破目前基本完成国产替代中航迈特铂力特华曙高科等是国内领先的增材制造原材料供应商表7全球主要增材制造原材料生产商及其概况原材料产品终端应用产能规划现有规划中航迈特金属材料非金属材料航空航天汽车医疗模具等华曙高科非金属材料航空航天汽车医疗模具等现有产能500吨铂力特金属材料航空航天汽车医疗模具等现有产能400吨计划产能800吨有研粉材金属材料航空航天汽车高铁等光华伟业非金属材料医疗东睦股份金属材料汽车电子等悦安新材金属材料航空航天汽车电子医疗消费等万华化学金属材料非金属材料教育医疗文创模型等威拉里金属材料航空航天核电模具等现有产能1000吨计划产能4000吨飞而康金属材料航空航天医疗模具等Polymaker非金属材料航空航天汽车电子医疗消费等产能数千吨含消费级EOS金属材料航空航天汽车电子医疗消费等3DSystem金属材料非金属材料航空航天汽车电子医疗消费等TLSTechNIK金属材料航空航天汽车电子医疗消费等资料来源各公司官网南极熊3D打印网中信证券研究部注产能信息截至2022年底3D扫描仪市场超百亿元外资主导本土追赶3D扫描仪又称3D抄数机通过扫描物体表面获得空间坐标并转换为数字信号能应用在绘测建筑3D打印等诸多领域IDC预测2023年全球3D扫描仪市场规模有望接近30亿美元5年CAGR达15格局方面海外企业具有先发优势蔡司等厂商从上世纪70年代便有布局技术相对成熟在复用属性的帮助下占据3D打印扫描仪的主要市场本土厂商先临三维思看科技等后发追赶在齿科扫描等细分领域实现国产替代并不断拓展进军海外市场图31三维扫描仪主要分类图32全球三维扫描仪市场规模手持式亿美元固定式亿美元YoY3525302025201515101055002018201920202021E2022E2023E资料来源共研网中信证券研究部资料来源Worldwide3DScannerForecast2020-2023含预测IDC中信证券研究部请务必阅读正文之后的免责条款和声明18打印行业深度报告3D202334表8全球主要3D打印扫描仪生产商及其概况创立时间国家扫描仪产品终端应用上市融资情况先临三维2004年中国激光蓝光扫描仪医疗齿科航天模具汽车北交所思看科技2015年中国激光蓝光扫描仪汽车航空航天轨道交通等科创板辅导中知象光电2014年中国激光蓝光扫描仪医疗3D打印工艺品人体扫描等亿元C轮融资华朗三维2006年中国激光蓝光扫描仪汽车医疗航空航天电子模具等未上市蔡司1846年德国航空航天模具汽车文物修复等子公司在德交所激光蓝光扫描仪GOM1990年德国汽车航空航天轨道交通等2019年被蔡司收购资料来源各公司官网南极熊3D打印网中信证券研究部注1各厂商产品大类相同但具体参数有所区别2上市融资情况截至202325中游以专业设备商为主金属打印快速发展产业化前期技术多样可按原材料分为金属和非金属两类3D打印设备的差异主要由技术路线决定由于行业仍在产业化早期应用的技术路线较为丰富可根据使用原材料应用领域制造工艺进行分类根据增材制造技术委员会发布的国际标准当前常用的工艺路线有7类基于此再根据原材料的不同可分为金属增材制造选择性激光烧结SLS选择性激光融化成型SLM激光金属沉积LMD电子束融化成型EBM等非金属增材制造高分子喷射技术Polyjet立体光固化成型SLA数字光处理DLP熔融堆积成型技术FDM和分层实体制造LOM表9增材制造主流技术一览制造类别应用领域技术名称使用原材料材料工艺特点核心工艺利用率SLM选择性激光熔融钛合金高温合金铜较高强度高精度中等力粉末床选区熔化合金高强钢等学性能好金属LMD激光金属沉积钛合金等多种金属合金较高高精度高分辨率速定向能量沉积工业级增材制造粉末度更快EBM电子束熔融成型钛合金钴合金等较高成品强度高密度高定向能量沉积SLS选择性激光烧结尼龙等聚合物铁较高强度和韧性较高金属粉末床选区熔化钛合金等金属陶瓷和非金属粉末均可使用SLA立体光固化成型光敏聚合物适中成品强度和耐热性受光固化成型限精度高工业级Polyjet高分子喷射技树脂适中精确率和分辨率高材料喷射术三维立体打印陶瓷金属塑料等适中成型速度快但需要较粘结剂喷射非金属3DP多后处理增材制造DLP数字光处理液体树脂适中成精度较高但不利于光固化成型长期保存FDM熔融堆积成型技工程塑料PLA较高精度较低表面有纹理熔融挤出成型非工业级术ABSLOM分层实体制造纸塑料金属箔片及较低精度高但抗性较弱后薄材叠层复合材料等处理较多资料来源铂力特招股书中信证券研究部请务必阅读正文之后的免责条款和声明19打印行业深度报告3D202334工业级设备销量稳定增长过去十年CAGR为14随着产业化的不断推进工业级增材制造设备发展势头良好全球工业级增材设备制造企业数稳步提升2021年达到266家市场规模整体保持较高速度增长且增速整体不断提升2021年设备销售量超过26万台10年CAGR达到14图33全球工业级增材制造设备销售数量图34全球工业级增材制造设备企业数量个工业级增材制造设备销售量台yoy全球工业级增材制造设备企业数300004030035250003025025200002020015150001015010000501005000-5-10500-1502012201320142015201620172018201920202021资料来源WohlersAssociatesWohlersReport2022中信证资料来源WohlersAssociatesWohlersReport2022中信券研究部注工业级设备指单价超5000美元的产品证券研究部金属打印高壁垒高价格近年来快速发展金属增材制造设备作为工业级的重要组成部分其技术壁垒更高单位设备价值量远高于平均且市场规模增长显著2021年设备销量超过2400台10年CAGR达到30相比工业级增长更加显著整体来看金属增材制造发展迅速成长性相对较强图35全球金属级增材制造设备销售数量台图36金属增材制造设备技术壁垒高单位价值量远高于平均金属增材制造装备销售量台yoy全球工业级增材制造设备均价万美元300090全球金属增材制造设备均价万美元80605525007050514760502000504141401500403010002030102050001091010109-100-20100201620172018201920202021资料来源WohlersAssociatesWohlersReport2022中信证资料来源WohlersAssociatesWohlersReport2022中信券研究部证券研究部外资占据主要市场份额国产替代空间广阔纵观全球增材制造设备市场格局从需求端来看我国增材制造设备装机量占比为11仅次于美国位居世界第二但从供给端来看全球3D打印系统市场相对分散CR5总份额41且龙头均为外资整体来看增材制造设备外资实力雄厚占据主要市场份额但国内技术快速迭代本土替代空间广阔请务必阅读正文之后的免责条款和声明20