工业级3D打印领航企业,四位一体打造完整生态链。
湖南华曙高科技股份有限公司由著名 3D 打印科学家许小曙博士于 2009 年 10 月在 湖南长沙成立。许小曙博士于 1986 年至 1990 年在美国科罗拉多矿业大学攻读应用 数学和材料科学博士学位,毕业后长期在应用软件开发及 3D 打印领域工作,曾在 美国知名 3D 打印公司 DTM 公司、3D Systems 公司和 Solid Concepts 公司担任技术 总监,获得了世界 100 位应用科学领域突出贡献奖(R&D100 Award)以及国际分 层制造行业权威协会 AMUG 颁发的“Dinosaur Award”(恐龙奖)。
回国创业后,许 小曙博士带领华曙高科成功研制出中国第一台工业级选区激光烧结(SLS)设备, 成为世界上第三家该项设备制造商;带领华曙高科成功研制出适用于选区激光烧结 的尼龙材料,成为世界上第二家该类材料制造商。此后公司快速发展,成立了增材 制造领域工程研究中心——高分子复杂结构增材制造国家工程研究中心,公司“工 业级 3D 打印系统”成为工信部首批智能制造试点示范项目,公司也成为了国家级 专精特新“小巨人”企业以及全国增材制造标准化技术委员会委员单位。公司不断 打磨自身业务,每年均有面向市场的新产品发布,到 2022 年,公司的 3D 打印设备 在客户处的装机量已超过 700 台。

公司的股权结构相对集中。许小曙和许多父子为公司的实际控制人,二人通过美纳 科技间接持有公司 37.99%的股权。公司第三大股东候银华因深度认可许小曙博士在 3D 打印技术领域的成绩,将其所持全部股份对应的表决权持续且不可撤销地委托 给美纳科技行使,使得许小曙父子实际拥有公司 49.12%的表决权,对公司具有绝对 的控制权。许小曙博士作为公司董事长,同时也是公司的核心技术人员,全面负责公司的研发、 生产及采购供应链管理以及制定公司的重大发展战略和产品研发方向,技术型高管 领军为公司的研发工作指明了鲜明的方向。公司组建了稳定的研发队伍,核心技术 人员均在行业内均耕耘了较长时间,经验丰富,为公司能够持续保持技术领先地位 奠定了基础。
公司成立十余年来专注于工业级增材制造设备的研发、生产与销售,并自主研发工 业软件系统,提供 3D 打印材料、工艺及服务,形成了设备-材料-软件-服务四位一 体的能力体系。设备: 公司是市场上少有的同时拥有工业级金属 3D 打印设备和高分子 3D 打印设备成熟 制造能力的企业。金属 3D 打印设备方面,公司自主研发的金属 3D 打印设备采用 选区激光熔融(SLM)工艺技术,该技术采用激光能量逐层完全熔化金属粉末材料 叠加成形,优势在于所成型零件表面质量好,内部金相组织致密度高,具有快速凝 固的组织特征,具备良好的机械性能,能够实现较高的打印精度和极端复杂结构的 制造,满足直接制造终端零件的应用场景。
同可选择金属材料范围广泛,包括钛合金、铝合金、高温合金、铜合金、钴铬合金、不锈钢、高强钢、模具钢、难熔金属 等材料。高分子 3D 打印设备方面,公司自主研发的高分子 3D 打印设备采用选区 激光烧结(SLS)工艺技术,公司是国际上少数几家掌握该项核心技术并推出工业 级产业化设备的增材制造设备供应商。选区激光烧结(SLS)工艺技术通过激光能 量将高分子等粉末材料完全熔化后再凝固粘结成形,成型零件具有较好的机械性能、 耐热性能等;能形成任意复杂形状的结构件且无需设计支撑,成形材料利用率高, 成形精度较高;在打印过程中零件可叠加摆放,制造效率高,成品用途广泛。在此 基础上,公司还在全球率先推出 Flight 技术(即使用光纤激光器代替 CO2激光器), 能够实现多激光配置,可打印精细薄壁件,将产能和打印效果大幅度提升。
材料: 公司以多样化产业应用需求为牵引,持续开展了高分子粉末结构设计、制粉工艺及 助剂体系等关键技术的攻关,建立了涵盖聚酰胺(PA)、聚氨酯(TPU)、聚苯硫醚 (PPS)为基材,覆盖 169℃~295℃熔点、能适配 CO2 激光器及光纤激光器的高 分子及其复合粉末材料产品体系。在 SLS 工艺技术目前使用最广泛的尼龙粉末材 料领域,公司率先突破化工巨头赢创的 PA12 粉末材料垄断,开辟全新的材料配方 与制备技术路线,从分子端创新设计源头开始突破并掌握了 SLS 尼龙粉末材料聚 合、制粉、改性、应用工艺全环节技术,并通过多维度专利布局形成完整自主知识 产权体系,成功开发从原料端全国产化的首款材料 FS3200PA 材料。
并实现规模化 量产,扭转了 SLS 技术应用受限于高价格原材料及垄断式经营模式而发展缓慢的 困局,使材料及成品价格下降一半,促进 SLS 技术应用市场快速扩展。公司已先 后开发了 20 余款高性能高分子及其复合粉末材料,填补了我国在高性能自主 3D 打印专用材料领域的空白。成功研发并推出 FS3201PA-F 等新型复合材料,与光纤 激光器 SLS 设备稳定适配,成功实现 Flight 技术的商业化推广,实现了更高的烧 结速度及更精细的烧结能力。同时,公司根据不同材料的物理和化学性能,开展选 区激光熔融/烧结工艺中的工艺参数、支撑设计与建造、扫描分区与路径等方面的系 统工艺研究,掌握了多项工艺应用核心技术。
软件: 公司是目前国内唯一一家加载全部自主开发增材制造工业软件、控制系统,并实现 SLM 设备和 SLS 设备产业化量产销售的企业,3D 打印系统软件的自主掌控能力 很大程度上决定着设备的技术水平及其可持续的创新能力。公司建立了完整的专业 化软件技术团队,始终坚持系统全套软件的完全自主研发。公司目前拥有完全自主 知识产权的全套 3D 打印工业软件、操作系统,包括数据处理系统 Buildstar 和设 备控制系统 Makestar,是将增材制造多个模块功能集成一体的系统控制软件,也是 可设置多类技术参数开放供用户自由调节的具有开放性特征的 3D 打印软件系统。
其中数据处理系统 Buildstar 拥有图形分层切片、扫描路径规划生成、STL 文件修 复、参数校准补偿、支撑一键生成、多种扫描策略等功能;设备控制系统 Makestar 集合制造与故障诊断、温场控制、远程监测、数字化振镜扫描控制、数据反馈与集 成控制等功能于一体,操作设计上人性化,兼容性强。此外,公司软件与第三方建 模软件完全兼容,使客户操作更灵活。软件全线自研使得公司具有如下优势:
(1)完全自主的全套 3D 打印工业软件为公司自主设备系统提供了核心的自主技 术保障,同时确保了设备信息安全,能为重要领域的增材制造技术应用提供具有信 息安全保障的国产化高性能增材制造设备。 (2)公司掌握全套自主控制软件的全套源代码,可快速响应技术迭代、市场应用与产业发展需求及时开展软件相应技术创新与优化升级,确保公司自主设备的技术领 先性。 (3)采用完全自主的控制软件设置多类核心关键技术参数的深度开放,用户可根据 自身需求调整设备系统参数,亦可利用公司自主设备进行二次研发,开发新的材料、 工艺、产品等。
服务: 公司基于对 3D 打印设备、材料、软件以及制造工艺的深刻理解,为客户提供全方 位的技术支持服务,包括: 1) 工艺开发服务:公司拥有专业的应用支持团队,全方位一对一深度支持客户, 为客户定制开发最合适的 3D 打印新工艺,提供便捷、优质、高效的客户体验。 2) 小批量验证服务:公司能够为意向购买设备的客户提供小批量、个性化 3D 打印 验证服务,与不同行业客户合作,针对特定的技术需求制定应用研发项目方案。
3) 性能测试服务:公司拥有完善的相关检测技术与设备,可以提供各类 3D 打印粉 末特性检测、打印制件性能检测、制品无损检测等 3D 打印性能检测服务。 4) 培训服务:公司从 2015 年开始就致力于为 3D 打印行业培养人才,可提供各类 3D 打印相关培训服务,包括行业基础知识培训、行业安全知识培训、软件培训、 设备实操培训等等。 长期来看,公司依托自身在 3D 打印设备及材料方面的独特优势,有望切入更为市 场空间更为广阔的 3D 打印定制化产品大批量加工服务领域,大幅拓宽公司的业绩 成长空间。
公司持续推进设备零部件的国产化。公司生产的 SLS 和 SLM 设备核心零部件主要 包括激光器和振镜系统,长期以来,国产激光 3D 打印设备所需的激光器和振镜系 统严重依赖进口。华曙高科致力于推动 3D 打印核心零部件的国产化替代,目前在 激光器和振镜的国产替代上已取得了良好进展。2022 年上半年,公司采用采用国产 激光器的 3D 打印设备销售收入占主营业务收入之比已达到 33.6%,较 2019 年的 4.63%有大幅增长。据董事长许小曙博士在 2023 中国航天增材制造技术高峰论坛上 的演讲,截至 2023 年初公司已部署国产激光器超 550 台,装机国产振镜并销售超 150 台。此外,公司正在自主研发 3D 打印设备控制卡替代进口,有望在 2024 年批 量导入设备,为国内唯一一家有能力自制控制卡的 3D 打印厂商。

进口零部件和国产零部件在技术指标方面存在一定差异,但通常核心零部件在增材 制造设备中的使用未达到其极限性能值,公司在将核心零部件集成应用至自主设备 产品的过程中,基于自主核心技术,通过设备结构设计、光路设计、系统调试、控 制技术开发和系统集成等方面工作,将国产零部件有效应用于设备中并达到相应技 术指标要求,从而使采用进口零部件的设备与采用国产零部件的设备在技术指标不 存在差异。目前,公司采用进口零部件的设备与采用国产零部件的设备在成形效率 和产品质量方面,可达到相同的性能水平。国产零部件的价格相较于进口零部件有 明显优势,推进零部件国产化对公司的成本管控以及供应链管理均具有积极作用。
公司近年的业绩保持稳健增长。从营收端看,公司 2022 年全年营收为 4.57 亿元, 3 年 CAGR 达到 43.4%。2019-2021 年间,公司高分子 3D 打印设备、3D 打印粉末 营收较为稳定,金属 3D 打印设备成为业绩增长关键驱动力,从 2019 年的 0.54 亿 元快速增长到 2021 年的 2.37 亿元,2021 年占营收之比接近 70%。公司大力推进国 际化战略,分别于 2017 年和 2018 年成立美国华曙子公司和欧洲华曙子公司, 2022 年公司海外业务取得突破,全年海外营收达 1.68 亿元,同比增长 185%,占比 接近 40%。
根据公司公告披露数据,截至 2022 年 9 月 30 日,公司已取得国内订单 2.73 亿元,海外订单 2.90 亿元,海外订单持续旺盛,为公司营收增长注入强劲动 能。从利润端看,由于公司 2021 年组建长沙增材制造(3D 打印)工业技术研究院,并因此确认了 4000 万元政府补助,对公司 2021 年归母净利润产生较大影响,因此 扣非归母净利润更能准确反映公司利润变化趋势。公司扣非净利润持续增长,2022 年为 0.89 亿元,3 年 CAGR 达到 141%。

公司毛利率相对稳定。公司2022年综合毛利率为53.32%,相比2019年下降5.51pct, 主要原因为公司金属 3D 打印设备和高分子 3D 打印设备销售量逐年提高后,均给 予采购量较大的客户一定的优惠,使得设备毛利率呈现逐年下降的趋势。各业务板 块中,金属 3D 打印设备毛利率最高,金属 3D 打印设备销售占比的提高一定程度上 对冲了综合毛利率下行的压力。公司期间费用率持续下降,规模效应显现。公司的 期间费用率从 2019 年的 54.40%下降到 2022 年的 29.37%,期间费用率的下降使得 公司近年净利率提升明显,2021 和 2022 年公司扣非净利率分别达到 21.35%和 19.53%。
与同业公司横向对比来看,公司毛利率水平较高。华曙高科的可比公司有国内金属 3D 打印龙头铂力特以及海外厂商 3D Systems、STRATASYS 和 SLM Solutions 等。 与各家公司相比,华曙高科 2019-2021 年间毛利率均保持领先,虽然近年毛利率有 所下降,但 2022 年毛利率仍与铂力特和 SLM Solutions 维持相当水平,大幅领先 3D Systems 和 STRATASYS。