下面我将从国产替代角度切入，梳理 产业链主要环节情况。
1.1 金属粉末：海内外质量差距不断缩短，未来发展前景广阔
金属材料通常价值量更高，生产壁垒也更高。3D 打印材料主要可分为金属材料 和非金属材料。金属材料通常为金属粉末，主要包括钛合金、钴铬合金、不锈钢、铝 合金和其他高温合金，主要应用在航空航天、军工、汽车等领域，这类领域对金属粉 末的品质要求通常较高，因此金属 3D 打印材料价值量和技术壁垒也相对较高，普遍 价格在千元/kg 左右，高端金属粉末可供应的厂家相对较少，当前仍有部分依赖进口。 非金属材料通常为各类塑料、树脂、石膏、陶瓷材料，形态通常有粉末状、丝状、液 体状等。非金属材料在工业领域和消费领域均有应用，价格普遍在几十元左右，国内 已有较多厂家可以供应。
从不同金属粉末特点来看，钛合金具备比强度高、热强度高、抗蚀性好、低温性 能好等特点，在航空航天领域应用广泛。从生产金属粉末的制备方法来看，广泛使用 的四种方法分别为固态还原法、电解法、化学法和雾化法。其中雾化法是指通过雾化 剂将金属溶液粉碎至尺寸小于 150μm 颗粒的方法，雾化法既可以生产元素金属粉末， 也可以生产合金粉末，是当前制备方法中的首选。金属 3D 打印对于粉末质量要求极 高，从参数指标来看，金属粉末一般要求具备纯净度高、球形度好、粒径分布窄、氧 含量低等特质。
金属粉末国产替代空间较大。从国内金属 3D 打印龙头铂力特的金属粉末采购来 源来看，公司 2018 年度的采购数据中有具体采购来源的金额为 1094.5 万元，海外供 应商金额占比达 95.8%，占比最高的金属粉末供应商为德国 TSL，采购金额为 284.48 万元，金属粉末国产化程度较低。
当前海内外金属粉末质量差距不断缩短，国产替代有望实现。近年来国产金属粉 末在技术和产能方面不断提升，根据铂力特 2021 年年报数据，公司已完成 10 条增材 制造专用金属粉末生产线建设，已开发了大部分牌号的钛合金粉末和关键牌号的高温 合金粉末，公司当前钛合金粉末基本满足自用。有研粉材运用雾化技术，在实现降本 的同时，产品性能相较德国 TLS 更具备优势，在球形度、松装密度、振实密度、流动 性等指标上更为出色。产能方面，中航迈特专注发展金属 3D 打印材料多年，当前可 实现 800 吨/年金属粉末产能，接近海外水平。
1.2 激光器：3D 打印上游核心设备硬件，存在国产替代空间
3D 打印设备零部件主要包括激光器、振镜、主板、DLP 光引擎、扫描仪等。从价 值量占比来看，金属 3D 打印设备中成本最高的是激光器，占整体设备成本 20%以上， 并且随着设备升级，激光器在同一台 3D 打印机中安装的数量、品质也将提升，北京 隆源生产的部分 3D 打印机中大型激光器占成本比重达到 40%。从国产化角度来看， 当前国内光纤激光器市场中资龙头占比已逼近 IPG 等海外巨头，与 3D 打印设备适配 的型号在质量上接近进口产品，此前国内工业级金属 3D 打印设备在激光器选择中青 睐外资龙头，近期在新设备生产中开始尝试使用国内供应商产品，中资龙头未来有望 切入国产供应链。
激光器在 3D 打印设备中起到至关重要的作用，通过激光照射熔化金属粉末并使 其最终成型。从激光器市场规模来看，2020 年中国激光器市场规模达到 109.1 亿美 元，占全球激光器市场 66.12%的份额，预计在 2022 年市场规模将增长至 147.4 亿美 元。
从国产化角度来看，3D 打印设备商采用国产激光器的比例相对较低。3D 打印设 备中使用的激光器多为连续光纤激光器，国内龙头在激光器上普遍选用 1KW 左右的激 光器，铂力特、先临三维在生产设备过程中普遍采用进口激光器。前期采用进口激光 器更多原因在于进口品质好、更加稳定、下游客户认可等。
从发展趋势来看，国内激光器存在国产替代空间。国内外技术差距较大的产品主 要集中在 10KW 以上的产品，在 1KW-3KW 功率激光器方面，国内外技术水平差距不大， 但国产产品相较进口产品拥有 30-40%价差优势。国产化程度方面，根据《2022 中国 激光产业发展报告》数据，国产 1KW-3KW 光纤激光器出货量已占据 90%份额以上。竞 争格局方面，2021 年锐科激光、创鑫激光市场份额逐年扩张，2021 年市场份额占比 分别为 27.3%和 18.3%，与海外龙头 IPG 差距进一步缩小。在新设备研发制造方面， 铂力特已尝试采用国产激光器，处于产品性能验证、调试阶段。整体来看，3D 打印设 备中的激光器存在国产替代空间，有实力完成且已开启国产替代进程。
当前国内 3D 打印设备主要被外资企业占据，具备国产替代前置条件。竞争格局 方面，当前国内 3D 打印设备市场较为分散。CR3 由国内的联泰科技、美国的 Stratasys 和德国的 EOS 构成，合计占比约为 44.3%。国产主流设备厂商除联泰科技外，华曙高 科和铂力特市场占有率相对较高，分别为 6.6%和 4.9%。 金属 3D 打印国产替代空间优于非金属 3D 打印。
金属 3D 打印设备一般均属于工 业级，价格由几万至几千万不等，非金属 3D 打印中桌面级销量最高，整体价格由几 千至几万不等。从进出口数据来看，自 2016 年以来中国实现 3D 打印设备净出口，至 今出口总额实现五连增，但出口产品多为非金属桌面级设备，进口则多为工业级设备。 2021 年 3D 打印设备出口金额约 5.85 亿美元，出口均价在 200 美元/台左右，多为家 用的桌面级设备。进口金额约为 3802 万美元，进口均价在 5000 美元/台左右，多为 工业级的设备，因此金属 3D 打印国产替代空间整体高于非金属 3D 打印。
金属设备生产方面，国内具备工业级 3D 打印机量产能力的企业较少，龙头企业 包括铂力特、华曙高科、易加三维等，在设备制造能力与软件优化方面与海外巨头相 差不大。以铂力特为例，公司在设备参数方面与海外巨头同类产品水平接近，在成型 尺寸、预热温度、含氧量控制和铺粉效率方面甚至优于部分海外龙头。产能方面，国 际龙头Stratasys工业级3D打印机年产量在千台水平，铂力特年产能在几百台左右， 海内外仍存在差距，2021 年 7 月 22 日，铂力特发布最新公告，拟加码投入 20 亿元 用于金属增材制造产业项目，建设周期 3 年，在铂力特积极扩产的情况下，未来中国 有望逐步实现国产替代。
