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    2021年3D打印行業發展研究報告

    2021-09-30 瀏覽次數:18次


    第一章 行業發展概況

    3D打印即增材制造,是一種集合了機械、電子、軟件、材料等多個學科的制造技術,通過三維CAD設計數據,將離散材料(液體、粉末、絲等)逐層累加以實現實體制造,類似于數學上的積分過程。之所以稱其為“打印”,是因為分層加工的過程與噴墨打印十分相似,都由控制組件、機械組件、打印頭、耗材和介質構成。

    目前市面上主流的3D打印工藝主要分為七大類,其中國內以FDM、SLA、SLS、SLM、3DP等技術工藝應用最為廣泛。

    3D打印的工藝流程一般分為三步,即三維建模、產品成型和最終成品。其中,產品成型過程就是3D打印機通過讀取文件中的橫截面信息,用液體狀、粉狀或片狀的材料將這些截面逐層地打印出來,再將各層截面以各種方式粘合起來從而制造出一個實體的過程。

    圖 3D打印產業鏈全景圖

    資料來源:千際投行 資產信息網 iFind產業鏈中心

    3D 打印被視為引領新一輪科技革命和產業變革的核心技術之一,發展前景廣闊。隨著經濟發展和生活水平提高,消費者更加追求個性化的需求,3D 打印將與機器人、人工智能等技術一起,提高制造業生產線的柔性化程度,以更低成本生產定制產品,推動制造業生產方式由大規模生產向個性化定制轉變。

    近年來,3D 打印技術受到國際社會的廣泛關注,3D 打印技術已成為美國增長最快的工業之一。造就如此現狀的原因正是西方發達國家在 3D 打印技術上投入大量的人力、物力和財力,研發出更加豐富的打印原料,促使這一技術日趨成熟,精度不斷提高,而且成本越來越低。隨著這一技術在國外的大熱,我國也開始重視 3D 打印技術的研發,并在不斷研發中取得了可喜的成就。

    圖 3D打印產業鏈流程圖

    資料來源:資產信息網?千際投行 iFind產業鏈中心

    目前,中國3D打印市場進入快速發展期,3D打印技術正在產業化應用。據《Wohlers Report 2021》報告,2020年全球3D打印市場規模達到127.58億美元,過去四年的平均增長率為20.8%,因受疫情影響,發展雖然放緩,但仍然保持了正向增長。未來10年,3D打印行業的市場規模依然存在10倍的上升空間。隨著3D打印技術規模產業化,正在從“星星之火”發展為“燎原之勢”,從作為傳統制造工藝的補充到替代一部分甚至完全替代。傳統的工藝流程、生產線、工廠模式、產業鏈組合都將面臨深度調整。

    圖 3D打印全球市場規模

    資料來源:資產信息網 千際投行 iFind 南極熊3D打印

    第二章 商業模式和收入模式

    2.1 產業鏈價值鏈商業模式

    2.1.1 產業鏈價值鏈

    圖 3D打印細分產業鏈

    資料來源:資產信息網 千際投行 中商情報網

    3D打印上游產業鏈主要是基礎配件,大致可以分為打印耗材和輔助設備和系統,中游產業鏈主要是3D設備,包括3D打印機和3D掃描儀,下游產業鏈主要是3D打印服務,包括3D打印件。

    我國3D打印行業具有的特征性如下:

    - 增材制造技術發揮的主要空間是個性化定制產品的小批量生產,或者是生產對于傳統制造技術來說非常復雜的產品。

    - 制造企業是否采用 3D 打印技術,還需要綜合考慮產品在整個生命周期的價值傳遞作用,這種作用在航天航空工業中體現的比較明顯。

    - 我國工業級增材制造裝備核心器件嚴重依賴進口的問題依然較為突出。

    - 由于3D 打印定制化產品和 3D 打印自研設備生產周期的特殊性,產品交付集中在每年的下半年。

    中國增材制造技術在經歷了初期產業鏈分離、原材料不成熟、技術標準不統一與不完善、以及成本昂貴等問題后,在增材制造技術方面與國際持平,增材制造裝備甚至某些方面性能優于國外水平,但依然面臨增材制造專用粉末材料不成體系,增材制造標準缺乏,增材制造裝備及產品應用推廣難度大等問題??傮w來說,我國增材制造產業化存在規模小、應用程度不高的問題。

    2.1.2 商業模式

    圖 3D打印發展史

    資料來源:資產信息網?千際投行 iFind產業鏈中心

    西安鉑力特是一家專注于工業級金屬增材制造(3D 打?。┑母咝录夹g企業,為客戶提供金屬增材制造與再制造技術全套解決方案,業務涵蓋金屬3D打印設備的研發及生產、金屬 3D 打印定制化產品服務、金屬 3D 打印原材料的研發及生產、金屬 3D 打印結構優化設計開發及工藝技術服務(含金屬 3D 打印定制化工程軟件的開發等),構建了較為完整的金屬 3D 打印產業生態鏈,整體實力在國內外金屬增材制造領域處于領先地位,其主營業務成本分析對于整體行業成本分析具有借鑒意義。

    圖 鉑力特主營業務成本分析

    資料來源:資產信息網?千際投行 鉑力特2021年半年度報告

    考慮到公司2020年度11月授予限制性股票的股份支付費用導致管理費用大幅上升,較上年同期增長8,703.74萬元,增幅554.77%,鉑力特的研發費用占主營業務成本的比例相對較多。

    表 鉑力特(688333.SH)收入成本分析(單位:萬元)

    資料來源:資產信息網 千際投行 東方財富網

    表 大族激光(002008.SZ)收入成本分析(單位:億元)

    資料來源:資產信息網 千際投行 東方財富網

    表 光韻達(300227.SZ)收入成本分析(單位:億元)

    資料來源:資產信息網 千際投行 東方財富網

    2.2 技術發展

    圖 全球3D打印行業技術來源國分布情況(截止2021年8月,單位:項,%)

    資料來源:資產信息網 千際投行 智慧芽 前瞻產業研究院

    圖 截止2021年8月申請3D打印專利數量TOP10(單位:項)

    資料來源:資產信息網 千際投行 智慧芽 前瞻產業研究院

    日本、美國、德國、法國、英國和韓國占3D打印、納米技術和機器人工程學領域中全部專利申請總數的四分之三或更多,其中日本在機器人創新領域處于領先地位,美國則占據了大部分的納米技術專利申請以及很大一部分的3D打印專利申請。

    國外增材制造裝備與技術對中國進行技術封鎖,部分核心器件對國外品牌存在一定的依賴性。增材制造金屬粉末材料,目前常用材料基本實現國產化,但缺乏增材制造工藝適應性驗證,以及零部件應用考核,因此需要大量試驗累積數據,來促進應用推廣。但是新型、高品質粉末材料如耐更高溫度高溫合金粉末、輕質高強鋁合金、鎂合金等還依賴進口,甚至某些先進材料國外對我國進行技術封鎖、禁運等。因此,自主創新、獨立研發依舊是增材制造技術發展的核心。

    總體上國內已實現裝備整機層面國產化,與國外同類型裝備對比,成形尺寸、精度等優于國外裝備,但是整體穩定性還有不足,專業軟件、激光器、振鏡等核心器件等實現國產,但性能與國外一流供應商還存在差距,需要進行長時間考核、迭代提升,因此仍未完全實現國產化替代。

    2.3 政策和監管

    圖 3D打印行業政策

    資料來源:資產信息網 千際投行 前瞻產業研究院

    第三章 行業估值和全球龍頭企業

    3.1 行業綜合財務分析和估值方法

    3D打印行業估值方法可以選擇市盈率估值法、PEG估值法、市凈率估值法、市現率、P/S市銷率估值法、EV / Sales市售率估值法、RNAV重估凈資產估值法、EV/EBITDA估值法、DDM估值法、DCF現金流折現估值法、NAV凈資產價值估值法等。但目前的行業分類沒有對3D行業通過以上方法估值,故此處選擇了3D打印行業代表公司的估值趨勢圖。

    圖 光韻達估值分析圖

    資料來源:資產信息網 千際投行 Choice

    3.2 行業發展和價格驅動機制及風險管理

    3D打印是制造業有代表性的顛覆性技術,集合了信息網絡技術、先進材料技術與數字制造技術,是先進制造業的重要組成部分。近年來,3D打印技術的應用領域逐步拓寬,越來越多的企業將其作為技術轉型方向,用于突破研發瓶頸、解決設計難題或直接生產最終零部件,助力智能制造、綠色制造等新型制造模式,增材制造已經從研發轉向了產業化應用,盡管如此,增材制造的技術成熟度還不能同減材、等材等傳統制造技術相比,仍需要從科學基礎、工程化應用到產業化生產等環節開展大量基礎性研究工作。

    3D打印行業處于快速發展期,但應用成本相對較高,應用范圍相對較窄,整體產業規模相對于傳統制造規模依舊較小。此外,目前我國尚未建立起涵蓋設計、材料、工藝設備、產品性能、認證檢測等在內的完整的增材制造標準體系。行業標準的缺失,一定程度上制約了增材制造技術成果的累積、固化和推廣應用,未能架起技術和產業銜接的橋梁,減緩了產業發展進程。

    3.3 競爭分析和典型公司復盤

    3.3.1 競爭分析

    圖 上游競爭格局

    資料來源:資產信息網 千際投行 中商情報網

    圖 中游競爭格局

    資料來源:資產信息網 千際投行 中商情報網

    圖 下游競爭格局

    資料來源:資產信息網 千際投行 中商情報網

    3.4 中國重要競爭者

    表 中國主要競爭者

    資料來源:資產信息網?千際投行 Choice iFind

    1/ 山東礦機(002526.SZ):

    山東礦機集團股份有限公司始建于1955年,旗下擁有22家控股子公司及孫公司,2019年底企業擁有總資產34億元,占地面積1000余畝,職工2000余人?,F有主營業務為煤機生產銷售和網絡游戲及互聯網服務,實現了傳統產業與新興產業的多元化經營戰略布局。為適應公司多元化發展的需求,公司設立全資子公司山東礦機華能裝備制造有限公司,承接集團公司煤機生產與銷售等業務。華能裝備主要涵蓋煤機生產與銷售、EPC總承包等業務,主要產品有液壓支架、刮板輸送機、轉載機、破碎機、皮帶機、單體液壓支柱、金屬頂梁、千斤頂及各種工程油缸、工業鏈條、避難硐室、綜采工作面自動化控制設備、成套洗選煤設備、工業機器人智能制造等。

    2/ 機器人(300024.SZ)

    新松機器人自動化股份有限公司(以下簡稱“新松”)成立于2000年,隸屬中國科學院,是一家以機器人技術為核心的高科技上市公司。作為國家機器人產業化基地,新松擁有完整的機器人產品線及工業4.0整體解決方案。新松本部位于沈陽,在上海設有國際總部,在沈陽、上海、杭州、青島、天津、無錫、濰坊建有產業園區,在濟南設有山東新松工業軟件研究院股份有限公司。同時,新松積極布局國際市場,在韓國、新加坡、泰國、德國、香港等地設立多家控股子公司及海外區域中心,現擁有4000余人的研發創新團隊,形成以自主核心技術、核心零部件、核心產品及行業系統解決方案為一體的全產業價值鏈。

    3/ 亞太科技(002540.SZ):

    亞太科技源于1988年,自成立至今終致力于為客戶提供更高性能、更優品質的鋁材產品及增值制造服務。通過在材料、工藝、裝備、應用方面不斷創新,在過程、品質、交付方面持續改進,亞太科技用30年時間淬煉中國鋁工業優質品牌,成為全球汽車行業鋁材重要供應商及航空航天、軌道交通、海洋工業等其他工業領域鋁材優質供應商。

    亞太科技的在深耕傳統燃油汽車輕量化材料的同時,加碼新能源汽車產能投放助力汽車產業輕量化、可持續化發展,打造航空領域高端鋁材供應基地,持續推動高端制造及應用升級。

    4/ 鉑力特(688333.SH):

    公司為用戶提供全方位的金屬增材制造與再制造技術解決方案,包括:設備、打印服務、原材料、技術服務等。公司運用多年金屬增材制造技術的專業經驗,通過持續創新為航空航天、能源動力、醫療齒科、工業模具、汽車制造等行業客戶提供服務。公司堅持以用戶為中心,以市場為焦點,幫助用戶實現最優設計、降低生產成本、提高生產效率、提升產品品質、創造價值。

    3.5 全球重要競爭者

    1/ Stratasys(SSYS.US)

    Stratasys 成立于1998年3月3日,總部位于明尼蘇達州的伊甸草原。公司致力于提供用于零件制造的增材制造解決方案,這些零件用于為最終零件制造商設計和制造產品的過程中。它的系統包括用于構思和設計開發的臺式 3D打印機,用于快速原型制作的各種系統以及用于直接數字制造的大型生產系統。該公司還開發,制造和銷售與其系統一起使用的材料,并為其客戶提供相關服務。

    2/ 3D Systems:

    3D Systems Corp.是一家控股公司,致力于提供全面的三維打印解決方案。它包括三維打印機、材料、軟件、按需制造服務和數字設計工具。該公司由查爾斯 W.赫爾于 1986 年創立,總部設在南卡羅來納州的羅克希爾。

    3/ 惠普公司

    致力于提供個人計算和其他訪問設備,成像和打印產品以及相關技術,解決方案和服務。公司通過以下業務部門運營:個人系統,印刷和企業投資。個人系統部門為商業和消費者市場提供商業和消費者臺式和筆記本個人計算機,工作站,瘦客戶機,商業平板電腦和移動設備,零售銷售點系統,顯示器和其他相關配件,軟件,支持和服務。打印部門為消費者和商用打印機提供硬件,耗材,解決方案和服務以及掃描設備。

    4. ExOne:

    ExOne 公司成立于 1995年,總部設在賓夕法尼亞州北亨廷頓。公司從事三維(3D)印刷機的開發、制造和營銷。它為航空航天,汽車,重型設備,能源以及石油和天然氣行業的工業客戶提供3D打印解決方案。

    第四章 未來行業展望

    數據顯示,2016-2020年我國3D打印市場規模由53.8億元快速增長至203億元。中商產業研究院預測,2021年我國3D打印市場規??蛇_251.3億元。

    圖 3D打印市場規模

    資料來源:千際投行 資產信息網 中商情報網

    荷蘭3D打印在線制造平臺3DHubs于2021年4月22日發布《2021年3D打印趨勢報告》,旨在回顧市場增長、新冠疫情對行業的影響,同時揭示對相關技術的發展需求和行業面臨的挑戰。報告指出,盡管新冠疫情席卷整個2020年,3D打印仍比2019年增長了21%,市場容量126億美元(約817億人民幣)。

    圖 3D打印行業周期趨勢線

    資料來源:千際投行 資產信息網 3D Hubs

    南極熊3D打印網指出,目前關于3D打印的使用目的,原型制作依然占了將近一半的比例,其次是最終用途零件。大部分受訪企業的3D生產能力不高,這表明行業工業化大規模生產設備仍具有很大的市場。而3D打印增長最快的行業包括生物技術、汽車和運輸,前兩項依賴于3D打印提供的復雜性設計,運輸則更多采用3D打印定制零件。


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