2023年有研粉材研究报告:金属粉体材料领先企业,增材制造业务或勾勒第二成长曲线

1.央企旗下粉体材料领先企业,多种材料高质量发展

1.1.粉体材料领先企业,实控人系国务院国资委

有研粉材现已形成以铜基金属粉体材料、锡基电子互连材料、增材制造用金属粉体材料等板 块为核心,并逐步推进浆料、催化剂等功能材料为代表的全球化产业布局,产业分布在北京、 安徽、重庆、山东、英国、泰国等地。公司是国内铜基金属粉体材料和锡基焊粉材料领域的 领先企业,已成为国际领先的先进有色金属粉体材料生产企业之一,在国内外有色金属粉体 材料市场皆具有较强的市场竞争力。

公司的控股股东为有研集团,实际控制人为国务院国资委。截至 2023 年半年报,有研集团 直接持有公司 3763.8 万股股份,占公司总股本的 36.31%,有研集团通过其全资子公司有研 鼎盛间接持有公司 1.56%股权,直接及间接合计持有公司 37.87%的股权,系公司控股股东。 截至 2023 年半年报,公司现有下属全资/控股子公司 9 家,其中直接/间接控股的全资子公 司 8 家,为有研合肥、康普锡威、有研重冶、有研纳微(原北京有研粉末新材料研究院有限公司)、香港国瑞、英国 Makin 公司、有研泰国、山东康普;控股子公司 1 家,为有研增材, 其中有研粉材持股 60%,康普锡威持股 20%。

2015 年以来,公司已迈向高质量发展阶段。 2004 年至 2011 年,公司立足于先进铜基金属粉体材料领域,完成早期客户资源和工艺技术 的积累,产品质量稳定性持续提升,产品结构逐渐完善,形成了电解铜金属粉体材料、雾化 铜基金属粉体材料、扩散铜基金属粉体材料、化学冶金铜基金属粉体材料等产品线,公司逐 步成为国内领先的铜基金属粉体材料供应商。 2012 年至 2014 年,公司积极拓展产品应用领域,推进国内外产业布局,先后整合了康普锡 威、有研重冶、英国 Makin 等公司,进一步提升技术水平,优化产品结构,扩大市场份额, 发展成为国内铜基金属粉体材料和锡基焊粉材料领域的领先企业,并为进一步拓展国际市场 做好了准备。 2015 年至今,公司进一步完善产业布局,积极构建重庆、安徽、山东等国内区域性产业基地 以及英国、泰国等国际产业基地,协同效应逐步显现;随着研发形成的技术成果逐渐产业化, 公司产品竞争力显著增强,已成为国际领先的先进有色金属粉体材料生产企业之一,并将进 一步提升在国际有色金属粉体材料市场的竞争力和影响力。

1.2.业绩主要由铜基及锡基粉体材料贡献,增材制造粉末贡献度或将提升

2023年上半年公司营业收入12.68亿元,同比减少19%;归母净利润0.3亿元,同比减少8.7%。 2023 年上半年,公司铜基金属粉体材料主要应用领域金刚石工具、粉末冶金对传统产品需求 持续低迷,摩擦、电碳行业受益于高铁运输、电动工具的恢复,带动产品需求结构的持续改 善;微电子锡基焊粉材料主要应用领域消费电子行业需求持续低迷,产业外迁趋势明显,行 业结构的转变,带动上游材料向精细化方向发展;增材制造金属粉体材料受益于国家政策的 支持、技术创新的推动、市场需求的拉动和行业协作的促进,增材制造行业发展势头良好, 2023 年上半年实现 3D 打印产品销量同比增长 149%。

从收入及毛利结构来看,2022 年铜基、锡基粉体材料收入占比依次为 54.8%、33.6%,毛利 占比依次为 49.1%、33.5%,占比居前。其中铜基粉体材料各应用领域中,粉末冶金、超硬工 具等领域收入及毛利占比居前。另外由于 2022 年公司增材制造粉末产量不高,业绩贡献有 限,未来随着有研增材产能逐步释放,对公司业绩的贡献或有效提升。

公司重视研发投入,2023 年上半年研发费率达 3.5%。2023 年上半年研发费用 4492.3 万元, 同比增加 11.3%,研发费率达 3.5%。公司重视研发投入,截至 2023 年半年报,公司合计拥 有授权专利 156 项,其中国内发明专利 129 项,国外发明专利 1 项;主持或参与起草国家标 准 27 项,制定修订行业标准 13 项,团体标准 5 项;参与编写学术专著 4 部;累计承担或参 与实施国家重点研发计划、国家高技术研究发展计划(863 计划)等国家级科研项目 18 项, 省部级科技计划项目 33 项;获得省部级以上科技奖励 20 项。另外,2023 年上半年公司销售 费用、管理费用、财务费用依次为 834.5、2652.7、109.7 万元,同比变动-16.4%、+4.4%、 +72.6%。

2.铜、锡基金属粉体材料用途广泛,公司技术实力领先

2.1.铜基材料主要应用于粉末冶金、超硬工具等领域

我国铜粉末合金总产能处于全球产能的第一梯队,国外产能主要分布在美国、俄罗斯、日本、 英国、韩国、德国、意大利以及印度。近年来,国内铜基金属粉体材料产销量基本持平,且 保持较为稳定的增速。 根据中国钢结构协会粉末冶金分会统计,2020年国内铜基金属粉体材料销量达到5.71万吨, 较 2019 年增长 4%,同时从生产工艺来看,国内铜及铜合金粉末主要生产方法有电解、雾化、 扩散、化学法等,其中 2020 年电解铜粉销量约为 2.3 万吨,占总量的 40.3%;雾化、扩散及 其他铜及铜合金粉销量为 3.41 万吨,占总量的 59.7%。 另外据智研咨询,2020 年中国铜基金属粉末主要应用于粉末冶金零件、超硬工具、电工材料 (如碳刷等)、摩擦材料,占比分别为 42%、27%、11%、11%。

粉末冶金制品中铜基粉末制品占据重要位置,根据中国机械通用零部件协会粉末冶金分会统 计,我国 2021 年粉末冶金机械零件中铜基制品达到 1.35 万吨。粉末冶金是将金属粉末(或 金属粉末与非金属粉末的混合物)作为原料,经过成形和烧结,制造金属材料、复合材料以 及各种类型制品的工艺技术。由于粉末尺寸小、可塑性好、颗粒间排列紧密,粉末冶金与传 统的铸造、机械加工等工艺相比具有材料成分配比精确、材料利用率高、能耗低、产品纯度 高、一致性好、性能稳定、结构复杂多样等显著优点。

超硬工具产业规模持续扩大带动铜基粉末需求。据智研咨询,2021 年我国超硬工具市场规模 约为 57.8 亿元。超硬工具主要用于硬脆材料的钻、切、磨等加工,广泛应用于钻探、机械、 石材、建筑、交通、汽车及国防工业等各个领域。超硬工具所使用的超硬材料主要为天然金 刚石、人造金刚石、立方氮化硼等。胎体材料的选择成为超硬刀具制造的关键技术问题之一, 由于较低的烧结温度、良好的成形性和可烧结性及与其他元素的相容性,铜和铜基合金是目 前超硬工具胎体粉末中应用最多的金属。

2.2.锡基材料主要应用于消费电子、通信等领域

微电子锡基焊粉材料由于其高可靠、高性能的特点,是电子组装必不可少的材料,同时锡焊 料按照形态分类可分为锡粉、锡丝、锡条、锡膏等。锡膏是伴随着 SMT 应运而生的一种新型 焊接材料,是由焊锡粉、助焊剂以及其它表面活性剂、触变剂等加以混合,形成的膏状混合 物,主要用于 SMT 行业 PCB 表面电阻、电容、IC 等电子元器件的焊接,2019 年锡膏约占锡 焊料 10%。2021 年,按照终端市场来划分,锡焊料应用于消费电子、通信、计算机、汽车电 子的比例分别为 26%、24%、19%和 16%。

2.3.公司系铜基粉体单项冠军,锡基材料或延伸至电子浆料

粉体材料制备工艺包含羰基、雾化、机械破碎、气相、还原、电解等工艺,适用的粉末类型 存在一定区别。公司主要采用电解及雾化工艺制备金属粉末,包含使用电解工艺制备铜基粉 末,以及适用雾化工艺制备铜基(水雾化&气雾化)、锡基(离心雾化)及 3D 打印粉末(气 雾化)。其中雾化法是指通过机械方法将熔融态金属粉碎成尺寸小于 150μm 颗粒的方法。按 照雾化介质和雾化原理的不同可将其分为四类:水雾化法、气雾化法、等离子雾化法和超声 雾化法。

粉体材料领域,公司拥有多项技术专利。2017 年,公司“球形金属粉体材料制备技术”项目 获得国家科学技术进步奖二等奖,2020 年,全资子公司康普锡威在“微电子互连用合金焊粉” 领域被认定为国家级专精特新“小巨人”企业,2021 年,公司整体“先进铜基金属粉体材料” 被认定为单项冠军产品。公司掌握了球形金属粉体材料制备技术、高品质电解铜粉绿色制备 技术、系列无铅环保微电子焊粉制备及材料设计技术、扩散/复合粉体材料均匀化制备技术、 超细金属粉体材料制备技术、3D 打印粉体材料制备技术和高性能粉末冶金中空凸轮轴制备技 术等众多有色金属粉体制备和应用方面的核心技术,并拥有多项专利。

公司是国内先进铜基金属粉体材料企业,主要竞争对手为美国 Kymera 集团、德国 GGP 公司、 意大利 Pometon 公司、乌拉尔矿冶公司、日本福田等国际大型集团公司。在产品核心性能指 标上,公司在粒度和稳定性等方面均达到国际先进水平,公司生产的松装比重为 0.6-1.0g/cm3 的低铁、高纯以及抗氧化性强且树枝状发达的电解铜粉,打破国外在此领域的 技术垄断、填补国内电解铜粉规格的空缺、提升国内电解铜粉的竞争力,实现了超低松比铜 粉国产化。以公司的 FTD-7 产品为例,公司产品在松比指标与可比公司德国 GGP 公司的产品 保持相同水平,氧含量指标优于可比公司产品。

依托锡基材料制备基础,公司拟一体化至锡基等电子浆料。公司突破了高端锡基合金焊粉制 备技术瓶颈,制备出了系列高品级低温、中温、高温锡基合金焊粉产品,并开发出了具有完 全自主知识产权的 Sn-Bi-Cu、Sn-Bi-Sb 等低温无铅焊料,缓解了焊料无铅化以来成本急剧 攀升的问题,满足了焊料工艺的差异化需求以及电子组装的不同温度梯度需求。同时锡基板 块致力于往下游发展,23 年 4 月公司成立了全资电子浆料子公司,研发锡基电子浆料,同时 扩充一些其他粉末电子浆料,如银粉、银包铜等浆料,扩大锡基板块整体规模。

3.有研增材逐步放量,3D 打印业绩贡献可期

3.1.增材制造优势明显,行业市场空间广阔

增材制造应用广泛,相对传统制造具备效率高、成本低的优势,是传统制造的有效补充。增 材制造是一种以数字模型文件为基础,运用粉末状金属或塑料等可粘合材料,通过逐层打印 的方式来构造物体的技术。增材制造行业上游为原材料及零件,包括增材制造原材料、核心 硬件和软件等,中游为设备制造和打印服务,下游则包括航空航天等应用领域。增材制造突 破了传统制造业技术的几个复杂性难题:形状复杂性、材料复杂性、层次复杂性和功能复杂 性,与此同时也能减少成本,加速由设计到实现的过程。

增减材制造或是未来产业发展的重要方向。减材制造是相对增材制造而言,它是将原材料装 夹固定于设备上,通过切削工具(刀具、磨具和磨料)把坯料或工件上多余的材料层切去成 为切屑,使工件获得规定的几何形状、尺寸和表面质量的加工方法。由于增材制造技术涵盖 传热学、材料学、热力学和流体力学等诸多学科,它们之间又相互影响,十分复杂,不可避 免地会出现台阶效应、尺寸精度和表面粗糙差等负面影响;而如医疗领域的精密部件要求十 分苛刻,单靠增材制造的零件难以满足其精度要求。在增材制造的基础上,结合减材制造的 优势,或是未来产业发展的重要方向。

扶持政策频出,我国 3D 打印迎发展新机遇。我国 3D 打印技术于上世纪八九十年代开始探 索,早期以清华大学、华中科技大学、西安交通大学等高校的研究力量为主,行业发展起步 较晚。从政策层面来看,我国政府鼓励发展增材制造以及相关材料。“十三五”时期,增材 制造首次出现在“五年规划”;到“十四五”时期,提出聚焦新材料、绿色环保等战略性新 兴产业。伴随政策支持与技术进步,3D 打印企业逐渐增加。

3.2.工艺路线不断完善,关键设备呈现国产化趋势

3.2.1.工艺路线众多,SLM 系当前金属打印的主流工艺

目前 3D 打印处于多技术路线共存的状态。根据中华人民共和国国家标准《增材制造术语》(GB ∕T35351-2017),根据增材制造技术的成形原理,可以分成七种基本的增材制造工艺。

SLM 是采用激光有选择地分层熔化烧结固体粉末,在制造过程中,金属粉末加热到完全融化 后成形。其工作原理为:被打印零部件提前在专业软件中添加工艺支撑与位置摆放,并被工 艺软件离散成相同厚度的切片,工艺软件根据设定工艺参数进行打印路径规划。实际打印过 程中,在基板上用刮刀铺上设定层厚的金属粉末,聚焦的激光在扫描振镜的控制下按照事先 规划好的路径与工艺参数进行扫描,金属粉末在高能量激光的照射下其发生熔化,快速凝固, 形成冶金结合层。当一层打印任务结束后,基板下降一个切片层厚高度,刮刀继续进行粉末 铺平,激光扫描加工,重复这样的过程直至整个零件打印结束。

LENS 是另一种使用大功率激光器进行增材制造的工艺,与 SLM 不同的是 LENS 通过惰性 气体流带动原材料流动实现粉末的输送喷射(粉末粒径相对于 SLM 材料普遍较大)。粉末喷 射轴线与激光器的轴线重合,激光实时熔化喷射的粉末在基板上凝固并随着基板或者激光头 的移动实现零件的三维制造,理想的熔化点位于激光与喷射粉末的交点处,其可直接实现多 种材料的增材制造。

SLA 以光敏树脂为原料,在计算机控制下紫外激光束按各分层截面的轨迹信息进行逐点扫描, 被扫描区内的树脂因聚合反应而固化形成制件的一个薄层截面。每一层固化完成后工作台下 移一个层厚的距离,并在之前固化的树脂表面铺上一层新的光敏树脂以便进行循环扫描和固 化,直到完成零件的制作。光固化成形过程自动化程度高、制件原型表面质量好、成形尺寸 精度高,使其在概念设计、产品模型、快速工模具等诸多领域得到了广泛应用。

3DP 工艺原理类似于喷墨打印,是形式上最为贴合 3D 打印概念的成形技术。3DP 工艺与 SLS 工艺类似,都是打印粉状材料,不同之处在于 3DP 技术使用的粉末是通过微细喷头喷 射的粘合剂粘结成形。3DP 工艺成形速度快,成形材料广泛,适合做桌面型的快速成形设备。 在粘接剂中添加颜料以制作彩色原型是该工艺最具竞争力的特点之一。3DP 成形工艺非常适 合于制作有限元分析模型和多部件装配体。

FDM 是采用丝状的热塑性材料通过喷头加热熔化,喷头底部的微细喷嘴(直径一般为 0.2-0.6mm)在计算机的控制下依据模型数据移动到指定位置将熔丝挤出,被挤出的熔融物 沉积在前一层已固化的表面,通过逐层堆积最终形成三维实体。

BJ 是另一种基于粉末床的增材制造技术,在 BJ 的过程中不需要外加高能量热源熔化金属粉 末,而是通过向粉末床喷射适当的粘结剂使粉末按规定形貌粘结并逐层叠加从而实现三维零 件的制造。BJ 制造完成的金属零件需要经过高温脱脂、烧结处理后才能够达到预期的性能, 这一过程会使 BJ 制造直接获得的金属零件尺寸发生一定程度的收缩,BJ 制造技术的一个突 出优势在于其可实现泡沫状零件或高孔隙率零件的直接制造。

LOM 是供料机将涂有热熔胶的薄层材料一段段地送至工作台的上方,切割系统按照计算机提 供的当前截面轮廓信息对其进行切割,热压机则将裁出的片层材料压紧粘合。可升降台支撑 正在成形的工件,并在每层成形之后降低一个薄层厚度以便送进、切割、粘合新的薄层,最 后形成由废料块包围的三维实体,将多余的废料小块剔除最终获得打印件。LOM 技术的关键 是控制激光的强度和切割速度,使它们达到最佳配合,以便保证良好的切割深度和切口质量。 LOM 成形速度快,加工时刀具沿轮廓进行切割而无需扫描整个断面。在切割成形时原材料只 有薄薄的一层胶发生作用,因此形成的制品变形小且无内应力。LOM 在产品概念设计可视化、 造型设计评估、熔模制造型芯、直接制模等方面得到了广泛应用,但是,分层实体制造的过 程存在着减材行为,因此被认为是从传统减材制造向增材制造的过渡技术。

金属 3D 打印工艺主要有 SLM、EBM、LENS、BJ、DIW、UAM 等 6 种工作模式,结合目 前金属增材制造行业的探索与实际应用情况,SLM 与 LENS 这 2 种技术已经相对成熟,其 它的工艺形式还需继续探索技术提升,来满足不同工艺形式及性能要求,目前所采用的金属 3D 打印工艺主流形式为 SLM。

3.2.2.增材制造核心部件国产化确定性高,或利好国内增材制造产业链竞争力

3D 打印上游包含原材料(金属粉末、树脂等),核心硬件为主板、DLP 系统、振镜系统和激 光器等,以及相关软件。

DLP 系统是 DLP 3D 打印技术的核心硬件,DLP 3D 打印技术由 SLA 技术发展而来,它采用 高分辨率的数字处理器投影仪替代 SLA 激光来逐层光固化液态聚合。DLP 3D 打印的工作过 程是投射并聚合一整层,借助光线照射到树脂上,整层一次形成,打印速度及打印精度更高。 国内企业如北京闻亭泰科技已推出 PRO6700、HR6500 等多款产品可用于 3D 打印。 激光器方面,光纤激光器主要用于金属增材制造,由于部分零件通过激光 3D 打印所需的时 间较长,因此对光纤激光器的稳定性和可靠性要求较高,目前光纤激光器的全国产化难点主 要集中在上游原材料上,如:泵浦源的半导体芯片、驱动电源的控制芯片和光纤处理中使用 的固化胶、涂覆胶,以及高功率镀膜镜片等。国内企业锐科激光等已经完成了对光纤激光器 的全产业链整合,如:泵浦源的半导体芯片、泵浦源封装、Yb 光纤、合束器、输出光缆、 驱动电源的控制芯片和光纤处理中使用的固化胶、涂覆胶,以及高功率石英晶体镀膜等,这 些原材料的产品质量和稳定性都能达到自主可控。 振镜系统方面,由于激光加工设备光学系统设计以及振镜自身的非线性,实际加工出来的图 形存在非线性的畸变,需要对振镜进行校正以满足加工的高精度要求,我国中低端振镜控制 系统已基本实现国产化,但高端应用领域主要由德国 Scaps、德国 Scanlab 等国际厂商主导,据金橙子公告,2020 年我国振镜控制系统的国产化率约 15%,未来随着国内激光控制供应 商的崛起,有望在高端领域对国外企业进行有效替代。

软件方面,3D 打印软件(包含数据处理等)国内亦有突破,漫格科技推出的 VoxelDance 工业级 3D 打印软件兼容 DLP、SLA 和 SLM 等技术,支撑类型包括:条形支撑、点支撑、 线支撑、块支撑和智能支撑。据 3D 打印技术参考公众号,截止到 2023 年 1 月底,VoxelDance 工业用户量已超 2 万,漫格科技表示已经和国内大部分增材制造 OEM 厂商达成合作,如铂 力特、易加三维、汉邦科技、鑫精合、雷佳等。

核心部件国产化或加速增材制造机器普及。以国内来看,据铂力特及华曙高科公告,2022 年铂力特(金属增材制造设备供应商)生产用于自用和销售的 3D 打印设备共计 293 台,华 曙高科(金属及非金属增材制造设备供应商)系国内具有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,2022 年 H1 销售 3D 打印 设备共计 76 台。

3.3.高端制造驱动,增材制造需求多点开花

3D 打印目前已被广泛应用于航空航天、汽车、医疗等领域,并逐渐被尝试应用于更多的领 域中。据 Wohlers Report 2022,2021 年 3D 打印全球终端应用中,航空航天、医疗/牙科、 汽车等领域占比靠前,依次为 16.8%、15.6%、14.6%。

增材制造技术已成为提高航天设计和制造能力的关键技术,前景可期。航空航天领域,高性 能金属材料中钛合金、铝合金和镍基高温合金的应用最为广泛,钛合金主要应用于高强度、 轻量化结构部件,铝合金主要应用于轻量化结构部件,镍基高温合金主要应用于高强度热端 部件,通常以粉末床熔融技术和定向能量沉积技术为主进行加工,常见包括 SLM、LENS 等。 利用 3D 打印可以制作出符合设计标准和使用要求的高精密零件,为提高航天器的整体性能 提供积极帮助。欧洲航天局、美国国家航空航天局等均使用增材制造技术生产火箭点火装置、 推进器喷头、燃烧室和油箱,美国 GE、波音、法国空客、赛峰使用增材制造技术生产商用 航空发动机零部件、军机机身部件、飞机风管、舱内件等。同时,增材制造的构件也已在国 内航空航天领域广泛应用,先后成功参与了天问一号、实践卫星、北斗导航系统等数十次发 射和飞行任务。

汽车制造领域 3D 打印,主要应用已覆盖汽车设计、零部件开发、内外饰应用等方面。在设 计方面,3D 打印技术的应用可以实现无模具设计和制造,帮助企业缩短产品概念模型的设 计及制作周期,帮助整车厂和零配件厂商优化设计,同时,可以在安全性测试环节打印部分 非关键部件作为替代,加速产品验证流程,有助于企业实现快速小批量定制,降低成本并缩 短产品上市时间,此外,3D 打印可以在设计阶段引导零件轻量化、一体化、个性化、功能 化方面的创新;在制造方面,3D 打印技术可提升零件的制造效率和生产质量,实现零件轻 量化制造和降低质量的位移途径,进行复杂结构模具的加工,加强对制造精度的控制,同时, 增材制造一体化成形技术允许将多个零件整合为一个零件,可减轻复杂关键部件的重量;在 维修方面,3D 打印技术可以进行门把手、轮毂、汽缸、变速器和其他基础部件的制作,从 而保证了维修的效率和经济收益。

随着未来经济水平和精准医疗要求的不断提升,3D 打印技术在医疗行业的发展将拥有可观 空间。基于人体存在个体差异而传统制造医疗器械多为标准化样式或尺寸的现状,3D 打印 凭借可个性化定制的特点在医疗领域内应用逐步广泛,主要应用方向包括制造医疗模型、手术导板、外科/口腔科植入物、康复器械等(主要材料包括塑料、树脂、金属、高分子复合材 料等),以及生物 3D 打印人体组织、器官等。

3D 打印模具行业需求持续提升。随着 3D 打印技术的不断成熟和优化,越来越多的模具或者 模具配件都可以通过 3D 打印技术实现,可以通过 3D 打印出塑料模型原型,再结合不同的 工艺要求和参数进行 1:1 复制。再就是通过 3D 打印技术,打印所需要设计的产品,模拟装 配,看是否适用。这样可以减少前期大量的开模试验时间,一旦确认 3D 打印零件能够满足 设计要求时,再开始开发制造模具,可有效节省成本。

3D 打印技术助力折叠屏手机降“重量”增“强度”,市场空间可观。折叠屏手机的核心组件 为铰链,目前折叠屏手机铰链零部件主流加工工艺为 MIN 以及传统机加工,从降低铰链重量 及增加铰链强度的目的出发,由于 3D 打印在物理性能更佳的钛合金、航空级铝合金等材料 成型方面的优势,未来部分零部件或逐步由 3D 打印制备。据荣耀官网,荣耀 Magic V2 采 用了鲁班钛合金铰链+荣耀自研盾构钢,通过榫卯式一体成型,能够承受高达 1800MPa 的应 力,硬度达到 550 HV,保障了铰链的强韧和稳定。加上钛合金 3D 打印工艺的赋能,宽度相 较于铝合金材质降低 27%,强度却提升 150%,从而带动折叠屏整体厚度和重量的下降。另 外据界面新闻,苹果、三星、OPPO 等企业也都存在引入 3D 打印技术的尝试,或加速 3D 打印产品在消费电子领域的放量。

随着技术和材料不断突破迭代,3D 打印的应用场景正由工业级渗透至消费级,逐步形成 B、 C 两端同步实现规模化、精细化、创新化的发展特点。据 36 氪研究院,2022 年消费级 3D 打印主要应用于消费品、学术/教育、文创等领域,占比分别为 43%、34%、10%。在消费 品层面,追求个性化、定制化商品已经成为新的消费趋势,用户可通过 3D 打印设备为自己 量身定做而非购买批量同质化的产品,从而满足个人品味和偏好:如采用 3D 打印弹性材料 制作运动鞋可以实现根据材料晶格的疏密布局达到不同软硬度需求,通过 3D 打印生产多触 点按摩头实现更精准化按摩体验。此外,对外观设计有较高定制化需求的动漫手办、玩具、 模型,以及无人机、机器人等智能化消费电子产品同样可以通过 3D 打印实现。在学术/教育 层面,3D 打印机作为新型高科技教育装备应用于 STEAM 教育、创客教育过程中,将生物 中的动物解剖、历史中的文物、数学中的几何、化学中的分子抽象概念有形化,增强学生在 各个学科的学习体验和实践经验。 据中国电子报及增材制造产业发展(广州)论坛暨 2023 年增材制造产业年会,我国增材制 造产业典型应用场景正在加速推广,已应用于航空航天、汽车、医药等 39 个行业大类。预 计今年我国增材制造产业规模可达 400 亿元左右,2027 年有望突破千亿元大关。 根据 AMPOWER,全球整个工业增材制造市场,包括金属和聚合物 3D 打印设备、材料和零 件制造服务,2022 年价值 95.3 亿欧元,预计到 2027 年复合年增长率(CAGR)为 17.7%。其 中金属增材制造市场在 2022 年的价值为 30.3 亿欧元,预计到 2027 年复合年增长率为 26.1%, 而聚合物增材制造市场预计将从 2022 年的 65 亿欧元以每年 12.9%的速度增长。

3.4.材料为盾,增材制造金属原材料供应端重要性凸显

增材制造的原材料包含金属及非金属材料,金属材料国内占比较高,在 3D 打印产业链中具 备较高的价值量。据中商情报网,2021 年我国增材制造市场中,钛合金、铝合金、不锈钢 分别占 20.2%、10.0%、9.1%,合计占比 39.3%,其余多为非金属材料,包括尼龙、PLA、 ABS 塑料、树脂等。另据 Wohlers Report 2022,海外增材制造市场中,金属占比约 18.2%。

目前 3D 打印金属粉末材料主要有钛合金、不锈钢、工具钢、铝合金、高温合金等,增材制 造要求金属满足纯度高、球形度好、粒径分布窄、含氧量低、流动性好等性能。

3D 打印金属粉末技术壁垒高,传统的电解法、机械破碎法难以适用,等离子旋转电极法 (PREP)、等离子火炬雾化法(PA)等雾化工艺是当前增材制造用金属粉末的主要制备方 法。

3.5.公司 3D 打印粉体产能充足,客户优势明显

公司子公司有研增材依托自身在金属粉末制备环节的技术优势,围绕航空航天、汽车、国防 军工、医疗健康、模具设计等下游应用领域,重点开发、生产增材制造金属粉体材料,以及 软磁粉末、MIM 粉末、真空钎焊粉末等高温特种粉体材料产品,设计产能共计 2500 吨/年。 其中,增材制造金属粉体材料设计产能 500 吨/年;高温粉末材料设计产能 2000 吨/年。

公司采用球形金属粉体材料制备技术、3D 打印粉体材料制备技术等核心技术,开发出铝合金 3D 打印粉末材料,粉末流动性好,球形度高,松装密度高,粒度分布窄,卫星球少,打印件 力学性能优。公司的主要竞争对手包括瑞典 Arcam 公司、德国 EOS 公司、德国 TLSTechNIk 公司等。以 15μm-53μm 规格的 AlSi10Mg 粉体材料为例,与德国 TLSTechNIk 公司的同类产 品相比,公司产品在松装密度、粒度分布等技术指标均更优。

公司深耕前期有良好合作基础的航天 159 厂、航天 239 厂、沈飞公司终端用户,联合开发, 在设计初期进入合作,绑定设备及工艺使用,快速占位,形成规模化应用,特别是公司高温 合金产品将深度绑定下游客户钢研高纳,在军用航天市场直接竞争北京航发院产品。目前, 目标客户各类粉末年用量为:铝合金约 120 吨、高温高导铜合金 30 吨、高温合金 80 吨、钛 合金 80 吨、模具钢 150 吨,合计约 460 吨。 


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