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证券研究报告证券研究报告 请务必阅读正文之后第请务必阅读正文之后第 36 页起的免责条款和声明页起的免责条款和声明 变革性生产技术，千亿级朝阳产业变革性生产技术，千亿级朝阳产业 3D 打印行业深度报告2023.3.4 中信证券研究部中信证券研究部 核心观点核心观点 纪敏纪敏 制造产业 联席首席分析师 S1010520030002 付宸硕付宸硕 军工行业 首席分析师 S1010520080005 刘海博刘海博 制造产业 首席分析师 S1010512080011 当前我国当前我国 3D 打印行业渗透率不到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，仍处于产业化早期，未来有望成长为大千亿级别行业（假设渗透率大千亿级别行业（假设渗透率 3%-5%）。）。“空天需求空天需求”或是或是“十四五十四五”期间行期间行业发展的主推力，医疗业发展的主推力，医疗/齿科、模具有望贡献可观增量。齿科、模具有望贡献可观增量。考虑到现在行业集中度考虑到现在行业集中度相对相对较低较低，建议建议跟踪产业化进程，关注产业链公司业绩情况，优先跟踪产业化进程，关注产业链公司业绩情况，优先选择选择一体化一体化布局的设备厂商，布局的设备厂商，把握把握行业增长行业增长和龙头扩张机遇和龙头扩张机遇。建议关注作为。建议关注作为 3D 打印龙打印龙头、优享行业红利的铂力特；金属头、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分子两轮驱动，成长性值得期待的华曙高科高科。此外还可关注上游原材料、振镜、扫描仪环节等企业。此外还可关注上游原材料、振镜、扫描仪环节等企业。为什么此时关注为什么此时关注 3D 打印行业？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。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。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：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。重点公司盈利预测、估值及投资评级重点公司盈利预测、估值及投资评级 简称简称 代码代码 收盘价收盘价（元）（元）EPS（元）（元）PE 评级评级 21A 22E 23E 21A 22E 23E 铂力特 688333.SH 153.65(0.47)0.62 2.41-206.6 64.0-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 Wind 90 天一致预期 3D打印打印行业行业 评级评级 强于大市（首次）强于大市（首次）3D 打印行业深度报告打印行业深度报告2023.3.4 请务必阅读正文之后的免责条款和声明 2 目录目录 投资聚焦投资聚焦 .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：空天下游：空天&医疗医疗&模具需求旺盛，推动产业化加速模具需求旺盛，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 风险因素风险因素 .32 投资逻辑：关注一体化布局的设备商投资逻辑：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 4：3D 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 10：EOS 产品单价（万元/台）.9 图 11：3D System 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 16：SLM Solutions 推出的 3D 打印机，生产直径达 1.8 米.12 图 17：增材制造产业链及相关公司一览.12 图 18：2019-2021 年全球增材制造投融资项目数量（个）.14 mNpMrNtMxOuNzQoPtQnQmObR9R9PsQrRoMpMeRoOmPiNnNrM8OnMsPuOqQrPvPnQrN 3D 打印行业深度报告打印行业深度报告2023.3.4 请务必阅读正文之后的免责条款和声明 3 图 19：2021 年全球增材制造各轮次融资项目数量（个）.14 图 20：2011-2021 全球 3D 打印产值（亿美元）.14 图 21：2021-2030E 全球 3D 打印产值（亿美元）.14 图 22：2018-2024E 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 24：2011-2021 全球增材制造原材料产值（亿美元）.16 图 25：2021 年全球范围增材制造原材料销额占比（%）.16 图 26：2015-2021 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 28：3D 打印金属粉末数量快速增长（个）.17 图 29：2009-2021 年金属粉末销额及增速（亿美元，%）.17 图 30：2021 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 38：2021 年全球 3D 打印系统销量（包含辅助设备）市场竞争格局.21 图 39：3D 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 42：2021 年铂力特与 EOS 增材制造设备国内单价（万元）.22 图 43：3D 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 46：3D 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 47：2021 年增材制造下游应用领域结构.24 图 48：2021 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 GE LEAP 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 53：2021 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）（2020）.29 图 63：每百万人中口腔医生人数（人）（2020）.29 图 64：中国口腔医疗机构数量.30 3D 打印行业深度报告打印行业深度报告2023.3.4 请务必阅读正文之后的免责条款和声明 4 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 68：3D 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 表格目录表格目录 表 1：增材制造与传统制造模式对比.7 表 2：3D 打印金属粉末参考指标.10 表 3：3D 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 3D 打印行业深度报告打印行业深度报告2023.3.4 请务必阅读正文之后的免责条款和声明 5 投资聚焦投资聚焦 报告亮点报告亮点 为什么此时关注为什么此时关注 3D 打印行业？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？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 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，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。本本研报主要的逻辑和内容？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？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。投资投资逻辑逻辑 行业低渗透率，处于配置窗口期。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 0.1%，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其次可关注业务收入主要来自 3D 打印行业打印行业上游上游的原材料、扫描仪的原材料、扫描仪、振镜、振镜等环节等环节的的较较小市值小市值细分龙头细分龙头企业企业。3D 打印行业深度报告打印行业深度报告2023.3.4 请务必阅读正文之后的免责条款和声明 6 概览概览：变革性生产技术，产业化稳步推进变革性生产技术，产业化稳步推进 变革变革性制造技术，应用于多个领域性制造技术，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 3D Systems 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 3D 打印行业深度报告打印行业深度报告2023.3.4 请务必阅读正文之后的免责条款和声明 7 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 传统减材制造传统减材制造 增材制造增材制造 原材料原材料 按产品需求决定，通常成本较低；通常原料利用率较低 根据不同增材制造技术需采用特定原材料，成本较高；原材料利用率高 制造工艺制造工艺 零部件通过切割、焊接等技术完成，复杂零件通常由零到整拼接完成 可实现复杂零件的一次成型，且精度较高，通常工业级3D 打印可以实现 10-20 微米层厚的打印需求 制造成本制造成本 从原料和设备维度来看成本较低，但原料利用率和高难度零部件制造上成本较高 需要使用特定原料，相对成本较高；但高原料利用率和高精度在特定领域相对成本较低 制造设备制造设备 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 产品尺寸产品尺寸 可适用于几乎所有工业产品尺寸 当前主要集中在高端制造领域，且主要应用于小型微米到米级的零部件制造，无法制造大型零件 应用领域应用领域 普适性强，应用广泛，制造业的基石 可应用领域相对较窄，但潜在应用领域多，边际市场空间广阔。资料来源：铂力特招股书，中信证券研究部 3D 打印打印在特定条件下可实现降本提效，优势显著。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。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 2.65 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 Norsk Titanium 的 3D 金属打印技术，3D 打印行业深度报告打印行业深度报告2023.3.4 请务必阅读正文之后的免责条款和声明 8 这一部分的成本将有所降低。据 Norsk Titanium 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 4：3D 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：Auto Desk 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。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 9.8 万元/吨，价格已是高昂；而根据 Wohlers，2021 年 3D 打印的钛基材料达到了 36.3 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，%）资料来源：Wohlers Associates，Wind，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“设计增材制造可以缩短“设计-验证验证-生产”全流程周期，提高产品制造效率。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 3D Systems，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 1/4，大大缩短了流程周期，提高制造效率。36.39.87.41.98.81.7 05101520253035403D打印 传统材料 3D打印 传统材料 3D打印 传统材料钛基铝基不锈钢0%10%20%30%40%50%60%70%020040060080010001200传统制造（减材制造）铸造（等材制造）增材制造原料用量零件重量原料利用率（右轴）3D 打印行业深度报告打印行业深度报告2023.3.4 请务必阅读正文之后的免责条款和声明 9 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：3D SYSTEMS 官网，中信证券研究部 资料来源：3D SYSTEMS 官网，中信证券研究部 多种限制因素多种限制因素，阻碍，阻碍增材产业化发展。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 10：EOS 产品单价（万元/台）图 11：3D System 下游客户主要是行业头部企业 资料来源：Wohlers Associates Wohlers Report 2022，中信证券研究部 资料来源：3D Systems 官网，中信证券研究部 2）原材料种类有限，约束产品生产范围。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。0100200300400500600700800900M280M290M400P110P396 3D 打印行业深度报告打印行业深度报告2023.3.4 请务必阅读正文之后的免责条款和声明 10 表 2：3D 打印金属粉末参考指标 指标名称指标名称 标准标准 影响因素影响因素 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，微型打印尺寸受技术限制，微型/大型零件制造难度较高。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 3：3D 打印技术对应最小壁厚 壁厚情壁厚情况况 打印打印技术技术类类型型 最小壁厚最小壁厚 非支撑性壁厚 FDM 1mm 以上 SLA 1mm 以上 SLS 0.8mm 以上 SLM 2mm 以上 支撑性壁厚 FDM 0.8mm 以上 SLA 0.5mm 以上 SLS 0.6mm 以上 SLM 2mm 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 所属公司所属公司 型号型号 打印尺寸打印尺寸（mm）打印技术打印技术 铂力特 BLT-C1000 1500*1000*1000 DED 先临三维 EP-A800 800*800*450 VPP 3D Systems ProX 950 1500*750*550 VPP Stratasys Objet1000 Plus 1000*800*500 MJT SLM Solutions NXG XII 600 600*600*600 PBF EOS P810 700*380*380 PBF 资料来源：Wohlers AssociatesWohlers Report 2022，中信证券研究部 前期抑制因素有所改善，产业化有望加速。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。）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。GE、HP 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。3D 打印行业深度报告打印行业深度报告2023.3.4 请务必阅读正文之后的免责条款和声明 11 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 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。）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）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。）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。SLM Solution 于 2022 年推出 3 x 1.2 x 1.2 米的超大尺寸粉末床激光熔融金属 3D 打印机，可生产直径 1.8m、高 1.6m 的圆柱形零件或是 3m*1.2m*1.2m 的长形零件。050100150200250300350S200 系列S300 系列201620172018050100150200250201720182019202020210200400600800100012001400160020172018201920202021陶瓷复合物金属高分子聚合物沙蜡 3D 打印行业深度报告打印行业深度报告2023.3.4 请务必阅读正文之后的免责条款和声明 12 图 16：SLM Solutions 推出的 3D 打印机，生产直径达 1.8 米 资料来源：SLM Solutions 官网 产业链：中游设备商为核心，一体化布局为趋势产业链：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：行业集中度较高，整体规模增速加快 产业链以产业链以中游设备商为核心，中游设备商为核心，厂商丰富。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：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Stratasys、Solvay、3D Systems、铂力特、华曙高科、中航迈特、有研粉材；3D 打印行业深度报告打印行业深度报告2023.3.4 请务必阅读正文之后的免责条款和声明 13 2）硬件为核心的激光器、振镜系统和引擎，主要厂商有 IPG、ROFIN、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 3D Systems、Artec 3D、华曙高科、铂力特、中望 3D、先临三维、思看科技等。中游：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 EOS、SLM Solutions、铂力特、华曙高科、易加三维等。非金属领域的主要厂商有3D Systems、BASF、Dupont、华曙高科、联泰等。下游：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。核心政策支持核心政策支持+产业资本活跃产业资本活跃，推动推动产业化发展。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 发布时间发布时间 发布国家发布国家/地区地区 发布部门发布部门 政策名称政策名称 主要内容主要内容 2009 美国 美国政府 振兴美国制造业框架 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大支柱产业，3D 打印是第一个得到政府扶持的产业。2013 欧盟 欧盟理事会、欧洲议会及欧委会 地平线 2020 拟在 7 年时间(2014-2020 年)内投资近 800 亿欧元(约合人民币 6500 亿元)，是欧盟有史以来规模最大的科研创新计划，3D 打印为其重点投资领域之一。2014 日本 日本政府 制造业白皮书 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。2015 中国 工信部 国家增材制造产业发展推进计划(2015-2016 年)到 2016 年，初步建立较为完善的增材制造产业体系，整体技术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水平，在国际市场上占有较大的市场份额。2021 中国 市场监管总局 2021 年度实施企业标准“领跑者”重点领域 增材制造行业被纳入 2021 年度实施全业标准“领跑者”重点领域，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 3D 打印行业深度报告打印行业深度报告2023.3.4 请务必阅读正文之后的免责条款和声明 14 图 18：2019-2021 年全球增材制造投融资项目数量（个）图 19：2021 年全球增材制造各轮次融资项目数量（个）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，全球千亿规模仍为起点，2021-2030 年年 CAGR 有望达有望达 21%。3D 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，2023/2025 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 95%/458%，对应复合增速为 18%/23%。当前行业仍处于导入期，未来增长动能强劲。图 20：2011-2021 全球 3D 打印产值（亿美元）图 21：2021-2030E 全球 3D 打印产值（亿美元）资料来源：Wohlers AssociatesWohlers Report 2022，中信证券研究部 资料来源：Wohlers AssociatesWohlers Report 2022（含预测），中信证券研究部 我国增材制造我国增材制造 2021 年规模达年规模达 262 亿亿元元，仍处于快速发展通道。，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%+。020406080100120140160201920202021国内（个）国外（个）05101520253035404550国内国外15334%21%7%20%0%5%10%15%20%25%30%35%40%020406080100120140160180全球3D打印产值（亿美元）YoY（%）153298853010020030040050060070080090020212025E2030E 3D 打印行业深度报告打印行业深度报告2023.3.4 请务必阅读正文之后的免责条款和声明 15 图 22：2018-20