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1、證券研究報告證券研究報告 行業專題行業專題 新需求、新方案新需求、新方案從加工方式演進路從加工方式演進路徑看消費電子鈦合金投資機會徑看消費電子鈦合金投資機會 Table_Rating 增持(維持)增持(維持)Table_Summary 主要觀點主要觀點 鈦合金由于具有多重優勢而有望在消費電子部分領域中逐步替代不銹鈦合金由于具有多重優勢而有望在消費電子部分領域中逐步替代不銹鋼和鋁合金。鋼和鋁合金。目前,電子產品金屬結構件一般以不銹鋼和鋁合金為主,而鈦合金相比不銹鋼和鋁合金等材質,能夠更好地兼具堅固和輕薄的特點,從而降低手機的厚度和重量,并提高強度,因此,我們認為鈦合金向消費電子持續滲透有望成為未
2、來行業發展趨勢。目前iPhone 15 Pro/Pro Max、小米14 Pro鈦金屬特別版、Galaxy S24 Ultra、小米14 Ultra鈦金屬特別版已經采用鈦合金手機中框,也有少數折疊屏鉸鏈采用了鈦合金構件。我們認為,限制鈦合金滲透率提升的重要原因之一是機械加工難度較大從而導致鈦合金成本較高,而目前在新工藝技術驅動下,未來鈦合金應用成本有望逐步降低至3C消費電子領域可接受范圍。3C消費電子鈦合金結構件加工主要采用消費電子鈦合金結構件加工主要采用CNC加工、加工、3D打印和打印和MIM等等工藝。工藝。1)CNC技術在鈦合金加工領域應用廣泛且技術成熟,但存在切削加工困難、刀具磨損嚴重、
3、材料浪費大等問題,從而限制了鈦合金成本的降低。2)相較于傳統的CNC加工,3D打印在降低材料成本、實現復雜零件結構、快速制作原型等方面存在技術優勢。榮耀Magic V2的鈦合金折疊屏鉸鏈就采用3D打印鈦合金。3)MIM技術優勢在于可成型相對復雜的零件、可簡化加工程序、可以成型微觀組織均勻&密度高&性能好的產品、易于實現大批量和規?;a等,可以一定程度上克服傳統工藝加工鈦合金的局限性。小米14 Ultra鈦金屬版中框即采用鈦合金MIM加工技術。通過對以上三種技術進行比較,我們認為,由于上述弊病,部分我們認為,由于上述弊病,部分CNC技術或逐漸被可以降低鈦合金制造成本的技術或逐漸被可以降低鈦合金
4、制造成本的3D打印、打印、MIM等新技術替等新技術替代,但代,但CNC仍可作為新技術的后道加工方式仍可作為新技術的后道加工方式;3D打印與MIM在制造領域互為補充,3D打印適合生產小批量且結構復雜(例如具有內部結構、孔洞或倒扣形狀,以及外部開口小而內部體積大)的產品,以及進行前期原型/樣品制作,而MIM則適合大批量生產(超過萬件)且產品結構適合模具成型的情況。我們認為,在量產鈦合金消費電子零部我們認為,在量產鈦合金消費電子零部件方面,件方面,MIM優勢更為突出優勢更為突出,原因為消費電子產品通常需要大量生產,大批量下MIM成本優勢突出,且MIM產品的精度高于3D打印產品,后續CNC機加工需求小
5、于3D打印,從而進一步降低成本。進一步進一步分析,我們認為分析,我們認為MIM鈦合金更適合用于手機中框而非鉸鏈鈦合金更適合用于手機中框而非鉸鏈,因為,鈦合金的輕量化特性使其成為大面積金屬零部件的理想選擇,而對于中框這類結構相對簡單的部件,MIM模具制作成本也相對較低。相比之下,鉸鏈的核心需求是高耐磨性、高強度和良好的延展性等,這些特性或使得鈦合金并非最佳選擇。市場趨勢也從側面印證了這一觀點,雖然2023年7月推出的Magic V2采用了鈦合金鉸鏈,但2024年7月推出的新一代折疊屏Magic V3鉸鏈則改用第二代榮耀盾構鋼材質。投資建議投資建議 維持電子行業“增持”評級維持電子行業“增持”評級
6、。我們認為,伴隨著新工藝(3D 打印、MIM)逐步成熟,3D 打印/MIM 鈦合金有望逐步滲透消費電子行業。建議關注行業相關公司金太陽、精研科技、東睦股份、鉑力特等。Table_RiskWarning 風險提示風險提示 技術發展不及預期,鈦合金粉末降本速度不及預期,市場競爭風險。Table_Industry 行業行業:電子電子 日期日期:shzqdatemark Table_Author 分析師分析師:馬永正馬永正 Tel:021-53686147 E-mail: SAC 編號編號:S0870523090001 聯系人聯系人:楊蘊帆楊蘊帆 Tel:021-53686417 E-mail: SA
7、C 編號編號:S0870123070033 Table_QuotePic 最最近近一年行業指數一年行業指數與滬深與滬深 300 比較比較 Table_ReportInfo 相關報告:相關報告:中高端背板技術加速滲透,中高端背板技術加速滲透,2024Q2 全球全球基礎手表份額創歷史新高基礎手表份額創歷史新高 2024 年年 09 月月 02 日日 大陸大陸 OLED 面板全球份額達面板全球份額達 49%,9 月月或為智能眼鏡密集發布期或為智能眼鏡密集發布期 2024 年年 08 月月 26 日日 蘋果桌面機器人或將于蘋果桌面機器人或將于 2026 年問世,年問世,IT主導大尺寸面板繼續走強主導大
8、尺寸面板繼續走強 2024 年年 08 月月 19 日日 -28%-24%-19%-15%-11%-6%-2%2%6%09/2311/2302/2404/2406/2409/24電子滬深3002024年09月09日2024年09月09日 行業專題行業專題 請務必閱讀尾頁重要聲明請務必閱讀尾頁重要聲明 2 目目 錄錄 1 鈦合金正加速滲透消費電子行業鈦合金正加速滲透消費電子行業.3 2 消費電子鈦合金加工方式演進路徑消費電子鈦合金加工方式演進路徑.6 2.1 CNC 加工:當前鈦合金主流加工方式.6 2.2 3D 打?。撼尚螐碗s結構零件時的首選加工方式.8 2.3 MIM:適用于大批量、高精度的
9、加工場景.10 3 相關標的相關標的.14 4 風險提示風險提示.16 圖圖 圖圖 1:減材制造、增材制造與成型制造示意圖:減材制造、增材制造與成型制造示意圖.6 圖圖 2:CNC 加工現場加工現場.6 圖圖 3:金屬:金屬 3D 打印成型過程打印成型過程.8 圖圖 4:MIM 生產流程生產流程.10 表表 表表 1:鈦合金、鋁合金、不銹鋼特性對比:鈦合金、鋁合金、不銹鋼特性對比.3 表表 2:鈦合金中框手機型號概覽:鈦合金中框手機型號概覽.4 表表 3:消費電子領域:消費電子領域 CNC 加工鈦合金亟待突破的問題加工鈦合金亟待突破的問題.7 表表 4:3D 打印技術相比打印技術相比 CNC
10、技術的優勢技術的優勢.8 表表 5:MIM 技術的優勢技術的優勢.10 表表 6:MIM 技術在鈦合金加工中的挑戰與改進需求技術在鈦合金加工中的挑戰與改進需求.12 eZ8XcWdXbU9WaYeUbRbP7NtRoOsQsOfQmMzQlOqRpP9PoOyRvPpNtNuOnPwO 行業專題行業專題 請務必閱讀尾頁重要聲明請務必閱讀尾頁重要聲明 3 1 鈦合金正加速滲透消費電子行業鈦合金正加速滲透消費電子行業 鈦合金由于具有多重優勢而有望在部分領域逐步替代不銹鋼鈦合金由于具有多重優勢而有望在部分領域逐步替代不銹鋼和鋁合金。和鋁合金。目前,電子產品金屬結構件材料一般以不銹鋼和鋁合金為主,而我
11、們認為鈦合金向消費電子持續滲透有望成為未來行業發展趨勢,原因如下:鈦合金是以鈦為基礎加入鋁、錫、釩、鉬、鈮等其他元素組成的合金,在性能方面,鈦合金相比不銹鋼和鋁合金等材質,能夠更好地兼具堅固和輕薄的特點,從而降低手機的厚度和重量,并提高強度;在成本方面,鈦合金具有強度高、導熱系數低和化學活性高等特點,以前傳統工藝下鈦合金材質的機械加工難度大、良率低、成本高,但目前在新工藝技術驅動下,鈦合金應用成本有望大幅降低至 3C 消費電子領域可接受范圍。表表 1:鈦合金、鋁合金、不銹鋼特性對比:鈦合金、鋁合金、不銹鋼特性對比 鋁合金鋁合金 不銹鋼不銹鋼 鈦合金鈦合金 密度密度 g/cm3 2.7 8.0
12、4.54 抗拉強度抗拉強度 Mpa 200-600 485 500-1000 維氏硬度維氏硬度 HV 50-150 200 200-400 耐高溫性耐高溫性 200以上就會明顯軟化和變形 高溫下的力學性能會受到一定的影響 在 600以上仍能保持良好的強度和韌性 耐腐蝕性與抗氧化性耐腐蝕性與抗氧化性 鋁合金、不銹鋼、鈦合金均耐腐蝕,但鈦合金更耐腐蝕,適合用于要求高耐腐蝕性的場合,如海水、鹽水、酸堿等環境中。同時,鈦合金在高溫下不易氧化 加工性能加工性能 鈦合金的可加工性能弱于鋁合金,鈦合金的加工成本較高,價格是鋁合金的10倍左右。且據 prolean 報道,鈦比鋼更難加工。美觀性美觀性 鈦合金的
13、美觀性比鋁合金、不銹鋼好,鈦合金的外觀呈銀白色,有金屬光澤,不易氧化變色,可以通過陽極氧化等工藝處理,形成各種顏色的表面層,增加材料的美觀性 資料來源:資料來源:和識科技和識科技,world material,通鉑爾健康科技,鈦之家,通鉑爾健康科技,鈦之家,ProLean,上海證券研究所;不銹鋼上海證券研究所;不銹鋼性能參數性能參數以以316L為例。為例。據我們不完全統計,目前鈦合金在消費電子領域主要應用在平板手機中框、折疊屏手機鉸鏈及可穿戴設備中。手機中框:手機中框:2023年 9月,蘋果推出鈦合金中框手機 iPhone 15 Pro/Max,首次使用鈦合金邊框,這一創新使得手機重量減輕iP
14、hone 15 Pro的重量從上代的 206g減輕至 187g(減輕約 9%)、iPhone 15 Pro Max 的重量從上代的 240g 減輕至 221g(減輕約 8%),裸機手感大大提升。緊隨其后,小米于2023年10月 26日發布小米 14 Pro 鈦金屬特別版,該機型的中框采用了航天級 99%高純鈦(TA-2)和高強鋁合金材料。2024年以來,三星也加入了鈦合金中框的行列。1 月 18日,三星三星推出了 Galaxy S24 Ultra,采用了鈦合金中 行業專題行業專題 請務必閱讀尾頁重要聲明請務必閱讀尾頁重要聲明 4 框設計。2 月 22 日,小米在鈦合金使用方面升級,推出 14
15、Ultra 鈦金屬特別版,其中框使用了 TC-4 超強鈦合金,具有 900Mpa 的屈服強度,是小米 14 Ultra 標準版的 214%,材料硬度更是達到了14 Ultra 標準版的 259%。表表 2:鈦合金中框手機型號概覽:鈦合金中框手機型號概覽 發布日期發布日期 品牌品牌 型號型號 圖示圖示 鈦合金種類鈦合金種類 售價售價 2023 年 9 月 13 日 蘋果 iPhone 15 Pro/Pro Max Ti-6Al-4V iPhone 15 Pro 7999 元起 iPhone 15 Pro Max:9999 元起 2023 年 10 月 26 日 小米 小米 14 Pro鈦金屬特別
16、版 航天級99%高純鈦(TA-2)和高強鋁合金材料 6499 元 2024 年 1 月 18 日 三星 Galaxy S24 Ultra /9699 元起 2024 年 2 月 22 日 小米 小米 14 Ultra鈦金屬特別版 TC4 8799 元 資料來源:安兔兔、資料來源:安兔兔、IT之家、快科技、之家、快科技、C114通信網、中關村在線、澎湃新聞,通信網、中關村在線、澎湃新聞,極客,極客,上海證券研究所整上海證券研究所整理;注:鈦合金理;注:鈦合金TC4以鈦為基礎,添加了鋁(以鈦為基礎,添加了鋁(Al)和釩()和釩(V)等化學物質,屬于)等化學物質,屬于(+)型鈦合金,具有型鈦合金,具
17、有良好的綜合性能。良好的綜合性能。折疊屏手機鉸鏈:折疊屏手機鉸鏈:OPPO 在 2022 年底首次在折疊屏手機的鉸鏈中引入鈦合金材料OPPO Find N2 采用碳纖維骨架和鈦合金螺絲釘,這是折疊屏上首次應用鈦合金螺絲。緊接著,2023年7月,榮耀推出Magic 行業專題行業專題 請務必閱讀尾頁重要聲明請務必閱讀尾頁重要聲明 5 V2,其鉸鏈軸蓋部分也采用了鈦合金材料,鈦合金軸蓋寬度相較于鋁合金材質降低 27%,強度卻提升 150%??纱┐髟O備:可穿戴設備:在智能手表上,鈦合金可以應用于手表的表圈、表殼。目前Apple、三星、華為等都有推出配置鈦金屬表殼的智能手表,例如Apple Watch
18、Ultra/Ultra 2,其外觀采用 49 毫米鈦金屬表殼;Galaxy Watch 5 Pro 的表殼為鈦合金材質;華為 Watch 4 Pro 采用48 毫米的鈦合金表殼。在智能眼鏡中,鈦合金可用于鉸鏈、鏡架,例如,2020 年華為和 GENTLE MONSTER 合作推出的 Eyewear II智能眼鏡采用鈦合金鉸鏈。而在智能戒指上,鈦合金常用來打造戒指的機身。展望未來,我們認為消費電子鈦合金的應用場景有望逐步增展望未來,我們認為消費電子鈦合金的應用場景有望逐步增多多,據精研科技披露,公司持續性地在做鈦合金研發和量產,近兩年感受到相關需求明顯增加,公司相關的研發團隊也進行了擴大。行業專
19、題行業專題 請務必閱讀尾頁重要聲明請務必閱讀尾頁重要聲明 6 2 消費電子鈦合金加工方式演進路徑消費電子鈦合金加工方式演進路徑 3C 消費電子鈦合金結構件加工主要采用 CNC 加工、3D 打印和 MIM(金屬粉末注射成型)等工藝,為實現復雜結構件的精準制造提供了多種選擇。2.1 CNC 加工:當前鈦合金主流加工方式加工:當前鈦合金主流加工方式 CNC(數控)加工(數控)加工是一種通過計算機控制機床進行加工的技術,適用于各種金屬和非金屬材料的加工,涵蓋切削(如銑削、車削等)和磨削等,具有高精度、高效率、工件表面質量好和適用于各種復雜結構的優點。CNC 是一種減材制造工藝,這意味著它從稱為毛坯或工
20、件的起始零件中去除材料。圖圖 1:減材制造、增材制造與成型制造示意圖:減材制造、增材制造與成型制造示意圖 資料資料來源:來源:全景財經、全景財經、Hubs,上海證券研究所,上海證券研究所 圖圖 2:CNC 加工現場加工現場 資料來源:資料來源:WAYKEN,上海證券研究所,上海證券研究所 行業專題行業專題 請務必閱讀尾頁重要聲明請務必閱讀尾頁重要聲明 7 在鈦合金向消費電子領域滲透之前,采用在鈦合金向消費電子領域滲透之前,采用 CNC 加工的鈦合金加工的鈦合金已經在飛機、醫療已經在飛機、醫療、汽車、汽車、船舶、船舶等領域廣泛應用等領域廣泛應用。例如,在飛機領域,CNC 加工鈦合金可以用于發動機
21、葉片、起落架、軸、內部結構、壓縮機葉輪、連桿、發動機艙中;在醫療領域,CNC 加工鈦合金的典型應用包括骨生長刺激器、脊柱融合裝置、骨板、正畸和假體部件;在汽車領域,鈦廣泛應用于跑車和豪華車,典型應用為車架、緊固件、消聲器、排氣管、發動機閥門、承重彈簧等;在船舶領域,CNC 加工鈦合金可以用于甲板、卸扣、彈簧鉤、壓力容器、潛艇探測器等。在消費電子領域,在消費電子領域,CNC 加工鈦合金面臨許多問題,例如切削加工鈦合金面臨許多問題,例如切削加工困難、刀具磨損嚴重、材料浪費大等。加工困難、刀具磨損嚴重、材料浪費大等。表表 3:消費電子領域:消費電子領域 CNC 加工鈦合金亟待突破的問題加工鈦合金亟待
22、突破的問題 優勢優勢 具體內容具體內容 切削加工困難切削加工困難 當鈦合金硬度超過 350HBW時,切削加工變得極為困難;硬度低于 300HBW時,則容易發生粘刀現象。此外,鈦合金的低彈性模量導致在切削和磨削過程中會產生較大的彈性變形,這限制了加工精度特別是薄壁件的加工精度。同時鈦容易發生加工硬化。刀具磨損嚴重刀具磨損嚴重 鈦合金的熱導率遠低于鋼和鋁合金,使得其切削溫度高,從而加快工具磨損。同時,鈦合金低的彈性模量導致工件材料彈性變形大,則工件材料和刀具/磨粒的接觸面積增大,導致刀具/磨粒的后刀面磨損嚴重。另外,鈦合金還存在工具黏附問題,嚴重的黏附現象是導致切/磨削加工鈦合金時工具磨損快的主要
23、原因之一。以上原因或共同導致 CNC加工鈦合金在刀具耗損上成本較高,其加工的刀具消費量約是不銹鋼的 2 倍,鋁合金的 5 倍。材料浪費較大材料浪費較大 CNC 是一種減材制造工藝,從起始零件中去除材料,在加工過程中材料損耗率較高,以飛機為例,部分鈦合金零部件輪廓尺寸大、槽腔多、槽腔深,數控加工時材料去除率高達 90%95%。在消費電子方面,除加工過程中去除損耗大外,我們認為,良率低也導致材料浪費,根據艾邦高分子數據,鈦合金手機中框整體良率也僅有約為 30%-40%,遠低于鋁合金中框的 80%。資料來源:資料來源:大國技能,三磨展大國技能,三磨展,Asianstar,激光制造網,激光制造網,應力
24、與變形控制應力與變形控制,艾邦高分子,沃爾德投資者,艾邦高分子,沃爾德投資者關系活動記錄表,有色資訊,上海證券研究所關系活動記錄表,有色資訊,上海證券研究所整理整理 綜上所述,我們認為,綜上所述,我們認為,CNC 技術雖然在鈦合金加工領域應用技術雖然在鈦合金加工領域應用廣泛且技術成熟,但仍存在一些固有弊端,這些缺陷導致成本難廣泛且技術成熟,但仍存在一些固有弊端,這些缺陷導致成本難以降低,從而一定程度上限制了鈦合金在消費電子領域的滲透速以降低,從而一定程度上限制了鈦合金在消費電子領域的滲透速度;然而,鈦合金的性能優勢明顯,因此,推動可以降低鈦合金度;然而,鈦合金的性能優勢明顯,因此,推動可以降低
25、鈦合金制造成本的新技術制造成本的新技術發展發展顯得尤為關鍵。顯得尤為關鍵。另外,另外,基于以下案例,我們認為,基于以下案例,我們認為,對于對于 3D 打印、打印、MIM 等新技等新技術而言,術而言,CNC 仍可以作為后道加工方式。仍可以作為后道加工方式。例如榮耀 Magic V2 的“魯班鈦合金鉸鏈”是先采用金屬 3D 打印技術制作,后續通過CNC 加工對打印出的部件進行拋光;又如小米 14 Ultra 鈦金屬特別版,其鈦合金中框的加工方式為 MIM,后處理采用 CNC 加工。行業專題行業專題 請務必閱讀尾頁重要聲明請務必閱讀尾頁重要聲明 8 2.2 3D 打?。撼尚螐碗s結構零件時的首選加工方
26、式打?。撼尚螐碗s結構零件時的首選加工方式 金屬金屬 3D 打印技術即選擇性激光燒結技術打印技術即選擇性激光燒結技術,首先需要根據客戶需求進行個性化設計的三維建模,創建定制化的產品數字化模型;接著再通過 3D 打印機用高能量激光燒熔金屬顆粒,使之變成所需的三維形狀的切片;進而燒結機器通過把這些切片一層一層累積起來,從而得到所要求的部件。目前,使用最普遍的金屬 3D 打印方式為 SLM 即選區激光熔化成型技術。圖圖 3:金屬:金屬 3D 打印成型過程打印成型過程 資料資料來源:來源:焊接切割聯盟,上海證券研究所焊接切割聯盟,上海證券研究所 相較于傳統的CNC加工,3D打印在降低材料成本、實現復雜零
27、件結構、快速制作原型等方面存在技術優勢。表表 4:3D 打印技術相比打印技術相比 CNC 技術的優勢技術的優勢 優勢優勢 具體內容具體內容 降低材料成本降低材料成本 3D 打印是增材制造,逐層打印時可以根據實際需要精確控制材料的使用,避免了傳統切削加工中大量材料的浪費,提高了材料利用率,進而降低了成本;而 CNC加工會有原材料與刀具的損耗。特別是對于鈦合金而言,鈦合金使用 CNC 加工難度較高,刀具損耗較大。CAD軟件設計3D模型模型將3D模型 化成STL格式 件格式 件分層分層切片切片,求得 層 面輪廓數據在計算機指 下,形成2D薄片層薄片層疊加成3D工件工件 整工件最 工件前處理前處理打印
28、成型打印成型后處理后處理 行業專題行業專題 請務必閱讀尾頁重要聲明請務必閱讀尾頁重要聲明 9 實現復雜零件結構實現復雜零件結構 3D 打印可以實現更為復雜、精細的結構,因此零件設計的自由度較高,可以更具個性化地設計產品,也可以通過更多的內部空腔結構來實現輕量化??焖僦谱髟?,節約時間快速制作原型,節約時間成本成本 相較于傳統加工方式,3D 打印的制造速度可以快上約 34 倍,一般幾個小時甚至幾十分鐘就可以完成一個模型的打印,極大地加快了產品開發周期,從而縮短產品上市時間,提高競爭力。資料來源:資料來源:青島領科匯創智能科技有限公司,激光制造網,鼎亞精械,青島領科匯創智能科技有限公司,激光制造網
29、,鼎亞精械,有色資訊,國際金屬加工網,有色資訊,國際金屬加工網,stratasys,創想三維,白 三維,焊接切割聯盟,上海證券研究所,創想三維,白 三維,焊接切割聯盟,上海證券研究所 鈦合金的 3D 打印技術目前已經在航空、醫療等領域得到了一定程度的應用,目前也已經開始在消費電子領域滲透,2023 年發年發布的榮耀布的榮耀 Magic V2 的鈦合金折疊屏鉸鏈是鈦合金的鈦合金折疊屏鉸鏈是鈦合金 3D 打印技術在打印技術在手機行業的首次大規模應用。手機行業的首次大規模應用。3D 打印鈦合金也存在一些弊端,例如打印件的后處理和質量檢查仍占較高的成本、金屬粉末等原材料價格昂貴、金屬 3D 打印設備價
30、格較高(通常金屬 3D 打印設備報價區間大致在幾十萬到幾百萬之間不等)。行業專題行業專題 請務必閱讀尾頁重要聲明請務必閱讀尾頁重要聲明 10 2.3 MIM:適用于大批量、高精度的加工場景:適用于大批量、高精度的加工場景 MIM(金屬粉末注射成(金屬粉末注射成型型)是一種近凈成形技術,通過選取符合 MIM 要求的金屬粉末和粘結劑,在一定溫度下采用適當方法將粉末和粘結劑混合成均勻的注射成型喂料、經制粒后在注射成型機上注射成型,獲得的生坯經過脫脂處理后燒結致密化成為最 成品。圖圖 4:MIM 生產流程生產流程 資料來源:粉末冶金及硬質合金展,上海證券研究所資料來源:粉末冶金及硬質合金展,上海證券研
31、究所 MIM 技術結合了粉末冶金與塑料注塑成形兩大技術的優點,相較于傳統金屬加工方法有許多優勢,包括可成型相對復雜的零可成型相對復雜的零件、可簡化加工程序、可以成型件、可簡化加工程序、可以成型微觀組織均勻微觀組織均勻&密度高密度高&性能好性能好的的產品、產品、易于實現大批量和規?;a易于實現大批量和規?;a、適用材料范圍寬適用材料范圍寬等。等。表表 5:MIM 技術的優勢技術的優勢 優勢優勢 具體內容具體內容 可成型相對復雜的零件可成型相對復雜的零件 注射成型工藝技術利用注射機注射成型產品毛坯,保證物料充分充滿模具型腔,進而實現了零件的高復雜結構。以微小孔穴的筒狀制品為例,其加工難度大,費
32、時長,不宜用機械加工方法進行批量制造,但用 MIM 可以進行批量制作??珊喕庸こ绦蚩珊喕庸こ绦?相比以往在傳統加工技術中先制作成個別元件再組合成組件的方式,在使用MIM 技術時可以考慮整合成完整的單一零件,大大減少步驟、簡化加工程序。MIM 和其他金屬加工法的比較制品尺寸精度高,不必進行二次加工或只需少量精加工。行業專題行業專題 請務必閱讀尾頁重要聲明請務必閱讀尾頁重要聲明 11 制品微觀組織均勻、密度制品微觀組織均勻、密度高、性能好高、性能好 注射成型技術利用粘接劑保障粉末均勻分布,可以消除毛坯微觀組織上的不均勻,進而使得燒結制品密度可達到其材料的理論密度。相比之下,一般情況下壓制工藝通
33、常只能達到理論密度的 85%。制品高的致密性有助于提高制品的強度和韌性,同時改善其延展性、導電性和導熱性,以及提升磁性能。效率高、易于實現大批量效率高、易于實現大批量和規?;a和規?;a 利用注射機成型產品毛坯,極大地提高了生產效率,降低了生產成本;而且注射成型產品的一致性、重復性好,從而為大批量和規?;a業生產提供了保證??勺畲笙薅鹊販p少材料浪可最大限度地減少材料浪費費 注射成型工藝可直接成型薄壁、復雜結構件,制品外形已接近 極產品要求,零件尺寸公差一般保持在0.1-0.3 左右。MIM 對于降低難以進行機械加工的硬質合金的加工成本、減少珍貴金屬加工損失具有重要意義。適用材料范圍寬,應用
34、領適用材料范圍寬,應用領域廣闊域廣闊 可用于注射成型的材料非常廣泛,原則上任何可高溫燒結的粉末材料均可由MIM 工藝做成零件,包括低合金鋼、不銹鋼、工具鋼、鎳基合金、鎢合金、硬質合金、鈦合金、磁性材料、KOVAR合金等。此外,MIM也可以根據用戶的要求進行材料配方研究,制造任意組合的合金材料,將復合材料成型為零件。注射成型制品的應用領域包括汽車、常規工業、模具、醫療、牙科、航空航天、IT/手機以及奢侈品等。資料來源:中國注射成形網,世界金屬導報,海智在線,聚鑫精密,微小齒輪的金屬粉末注射成型資料來源:中國注射成形網,世界金屬導報,海智在線,聚鑫精密,微小齒輪的金屬粉末注射成型(MIM)技術(師
35、平)技術(師平著著),),medtec China,Hoganas,上海證券研究所,上海證券研究所 對加工鈦合金而言,對加工鈦合金而言,MIM 以其顯著的優勢克服了傳統工藝的以其顯著的優勢克服了傳統工藝的多項局限性。多項局限性。MIM 技術不僅克服了機械加工成本較高的問題,還解決了傳統模壓工藝在形狀設計上的簡單性、等靜壓和注漿成型工藝的生產效率低下,以及傳統鑄造工藝中常見的缺陷和精度不足問題。我們認為,特別是相對于 CNC 加工鈦合金的切削困難與材料浪費,MIM 具有減少材料浪費、可簡化加工程序等優點,且MIM 在批量生產上成本優勢尤為明顯,從而可以推動鈦及鈦合金產品的生產及應用。目前,使用
36、MIM 技術加工鈦合金已經在醫療器械、航空航天領域等多個領域得到了一定程度的應用,例如據御嘉鑫報道,鈦合金粉末注射成形技術可以制造出形狀復雜、精度高的人造骨,也可以制造出牙科植入物(假牙、牙根等),還可以制造出心臟起搏器、血管支架等。在消費電子領域,在消費電子領域,MIM 加工鈦合金的應用正逐步發展起來。加工鈦合金的應用正逐步發展起來。如小米 14 Ultra 鈦金屬版,其手機中框也是由鈦合金 MIM 加工而來。我們認為,雖然目前鈦合金我們認為,雖然目前鈦合金 MIM 在消費電子中的應用尚未充在消費電子中的應用尚未充分拓展,但分拓展,但 MIM 適用于適用于小型而復雜外形的零件小型而復雜外形的
37、零件,從而其有望成為,從而其有望成為未來消費電子鈦合金零件加工的主要方式之一。未來消費電子鈦合金零件加工的主要方式之一。盡管盡管 MIM 技術在鈦合金加工方面具有明顯優勢,但仍存在一技術在鈦合金加工方面具有明顯優勢,但仍存在一些需要改進和升級的方面。些需要改進和升級的方面。首先,原材料成本較高;其次,MIM 行業專題行業專題 請務必閱讀尾頁重要聲明請務必閱讀尾頁重要聲明 12 加工鈦合金對粘結劑的選擇、脫脂去除工藝、燒結工藝及燒結設備的要求都較高。表表 6:MIM 技術在鈦合金加工中的挑戰與改進需求技術在鈦合金加工中的挑戰與改進需求 優勢優勢 具體內容具體內容 原材料成本較高原材料成本較高 低
38、氧球形鈦及鈦合金粉末價格昂貴,且國內球形鈦及鈦合金粉末生產廠家近幾年雖發展迅速,但距離全球領先技術仍有一定差距。對粘結劑的選擇和脫脂去對粘結劑的選擇和脫脂去除工藝要求較高除工藝要求較高 鈦粉的粒度通常較粗,相對于不銹鋼材料注射成形,容易產生粉末-黏結劑分離現象,而粘結劑的選擇決定了粉末填充量的大小,對燒結后產品致密度、收縮率、表面粗糙度有直接影響,同時,高效的脫脂去除工藝有助于降低雜質元素,如 C、O 的影響,提高產品性能。對燒結工藝優化及設備要對燒結工藝優化及設備要求較高求較高 由于鈦合金高活性的特點,燒結時對溫度和氧含量的控制至關重要,對燒結爐提出更高的要求。資料來源:盤星新金屬技術白皮書
39、,資料來源:盤星新金屬技術白皮書,鈦及鈦合金粉末制備與近凈成形研究進展鈦及鈦合金粉末制備與近凈成形研究進展(陳剛等),(陳剛等),鈦及鈦及鈦合金金屬粉末注射成形技術的研究進展(鈦合金金屬粉末注射成形技術的研究進展(劉超劉超等等),上海證券研究所),上海證券研究所 我們認為,我們認為,MIM 工藝與工藝與 3D 打印技術在制造領域互為補充。打印技術在制造領域互為補充。據精研科技分析,在生產小批量且結構復雜(例如具有內部結構、孔洞或倒扣形狀,以及外部開口小而內部體積大)的產品時,3D打印技術顯示出其優勢;相對地,在大批量生產(超過萬件)且產品結構適合模具成型的情況下,MIM 工藝則更為合適。另外,
40、3D 打印技術的開發周期短、批量靈活、柔性化制造程度相對較高,在前期做新技術嘗試和原型/樣品方面具有優勢。3D 打印也可以與MIM 相結合,例如金屬 MIM 3D FDM 打印時,其是將金屬材料與粘結劑預先制成絲材,通過 3D 打印機直接打印成型為毛胚,再經過脫脂和燒結就可以得到金屬產品。3D 打印 MIM 技術結合了設計的靈活性和精密金屬的高強度和整體性,是實現極度復雜幾何部件的低成本解決方案,適合小批量的金屬產品制造。我們認為,總體而言,在量產加工鈦合金消費電子零部件方我們認為,總體而言,在量產加工鈦合金消費電子零部件方面,面,MIM工藝相較于工藝相較于3D打印工藝具有明顯優勢。打印工藝具
41、有明顯優勢。MIM產品的精度高于 3D 打印產品,因而后者在后續生產中可能需要大量的 CNC機加工,而鈦合金的金屬特性使得 CNC 加工更為耗時且成本較高。此外,由于消費電子產品的零部件通常批量較大,我們認為,采用 MIM 工藝在成本上更具優勢。另外,我們認為,展望未來,另外,我們認為,展望未來,MIM+手機中框有望成為未來鈦手機中框有望成為未來鈦合金在消費電子領域的主要滲透方式。合金在消費電子領域的主要滲透方式。分零件來看,我們認為,手機中框較鉸鏈更適合使用鈦合金材料。據精研科技披露,鈦合金的核心優勢是保證一定的強度和金屬性能的情況下能夠實現更輕量化,因此其成為大面積金屬零部件如外框的理想選
42、擇;而相比之下,鉸鏈的核心需求是金屬性能,如高耐磨性、高強度和良 行業專題行業專題 請務必閱讀尾頁重要聲明請務必閱讀尾頁重要聲明 13 好的延展性。從產品變化角度來看,雖然 2023 年 7 月推出的Magic V2采用了鈦合金鉸鏈,但 2024 年 7 月推出的新一代折疊屏Magic V3 鉸鏈則改用第二代榮耀盾構鋼材質。從工藝選擇的角度來看,對于中框這類結構相對簡單的零部件,MIM 的成本優勢也相較 3D 打印更加突出。行業專題行業專題 請務必閱讀尾頁重要聲明請務必閱讀尾頁重要聲明 14 3 相關標的相關標的 金太陽:金太陽:公司成立于 2004 年,在精密拋光領域有二十多年的深厚積淀,其
43、子公司金太陽精密為下游客戶提供精密結構件全制程產品設計及加工服務,主要產品有折疊屏鈦合金軸蓋、折疊屏高精密門板、鈦合金電池蓋、智能手機中框、筆記本前后蓋等。2023 年,公司成功突破了折疊屏軸蓋等核心零部件制造、鈦合金和高強度鋼等難加工材料的加工工藝及相關拋光材料核心配方等方面的技術難點,且負責榮耀折疊屏 Magic V2 鈦合金軸蓋的研磨和拋光。據界面新聞報道,鈦合金軸蓋最難的環節在研磨和拋光,鈦合金 3D 打印成本為 20-30 多元,但研磨拋光成本達到了 200-300 元。精研科技:精研科技:公司成立于 2004 年,是一家專業的金屬粉末注射成型產品生產商和解決方案提供商,主要產品有連
44、接器接口、攝像頭支架、卡托、手機結構件、表殼表體等多個細分門類,端客戶包括蘋果、三星、步步高(vivo)、OPPO、fitbit、小米、谷歌等國內外知名消費電子品牌。在消費電子鈦合金領域,公司從2019 年開始持續進行鈦合金類產品的研發,2020 年,公司成功量產了 MIM鈦合金表殼,從 2023年下半年開始,公司逐步收到了較多的鈦合金研發需求。東睦股份:東睦股份:公司成立于1994年,2007年正式更名為東睦新材料集團股份有限公司,是中國領先的金屬注射成形制造企業。在鈦合金領域,2021 年,公司控股子公司上海富馳研發團隊依據鈦合金材料的燒結規律對現有燒結裝備進行技術改造,成功地在傳統石墨真
45、空爐和連續式燒結爐中實現了鈦合金材料的燒結且材料性能優異;2023 年,公司創新式開發了鈦合金大批量生產的工藝技術,為公司未來拓展鈦合金大規模用于消費電子領域奠定了堅實基礎;2024 年,公司的聯營企業寧波東睦廣泰擬增資入股一家新材料公司,該公司產品包括鈦及鈦合金粉末,鉭、鈮、鎢、鉬等難熔金屬及合金粉末、磁性材料粉末、碳化硅粉末和磷酸鐵鋰粉末等,以及粉末注射成形喂料,廣泛應用于注射成形、增材制造和噴涂等先進制造領域,本次投資旨在為公司未來發展 3D 打印和金屬注射成形技術,獲取穩定且高性價比的鈦合金粉末原料賦能。鉑力特:鉑力特:公司成立于 2011 年,是國內最具產業化規模的金屬增材制造創新研
46、發生產企業,且注重于從金屬 3D 打印材料、金屬3D 打印設備到 3D 打印產品與服務進行全產業鏈的自研自產。在 行業專題行業專題 請務必閱讀尾頁重要聲明請務必閱讀尾頁重要聲明 15 鈦合金領域,公司已經成功開發多個傳統牌號的鈦合金材料,主要應用于航空航天、工業機械、科研院所、醫療研究、汽車制造、電子工業以及 創等領域鈦合金構件 3D打??;2023年,公司負責榮耀折疊屏 Magic V2 鈦合金軸蓋的 3D 打印。行業專題行業專題 請務必閱讀尾頁重要聲明請務必閱讀尾頁重要聲明 16 4 風險提示風險提示 1)技術發展不及預期技術發展不及預期 如果鈦合金加工技術發展不及預期,則鈦合金加工成本可能
47、仍持續維持高位,從而限制了鈦合金在消費電子領域的滲透速度,進而對相關公司的經營業績產生不利影響。2)鈦合金粉末降本速度不及預期鈦合金粉末降本速度不及預期 如果鈦合金粉末降本速度不及預期,則鈦合金使用成本可能高于預期,從而影響了鈦合金在消費電子領域的競爭力,消費電子鈦合金行業發展進程或受限。3)市場競爭風險市場競爭風險 目前多個廠家布局消費電子鈦合金相關業務,隨著行業發展,可能有更多的企業進入消費電子鈦合金賽道,從而加劇市場競爭,對現有企業構成威脅。行業專題行業專題 請務必閱讀尾頁重要聲明請務必閱讀尾頁重要聲明 17 分析師聲明分析師聲明 作者具有中國證券業協會授予的證券投資咨詢資格或相當的專業
48、勝任能力,以勤勉盡責的職業態度,獨立、客觀地出具本報告,并保證報告采用的信息均來自合規渠道,力求清晰、準確地反映作者的研究觀點,結論不受任何第三方的授意或影響。此外,作者薪酬的任何部分不與本報告中的具體推薦意見或觀點直接或間接相關。公司業務資格說明公司業務資格說明 本公司具備證券投資咨詢業務資格。投資評級體系與評級定義投資評級體系與評級定義 股票投資評級股票投資評級:分析師給出下列評級中的其中一項代表其根據公司基本面及(或)估值預期以報告日起 6 個月內公司股價相對于同期市場基準指數表現的看法。買入 股價表現將強于基準指數 20%以上 增持 股價表現將強于基準指數 5-20%中性 股價表現將介
49、于基準指數5%之間 減持 股價表現將弱于基準指數 5%以上 無評級 由于我們無法獲取必要的資料,或者公司面臨無法預見結果的重大不確定性事件,或者其他原因,致使我們無法給出明確的投資評級 行業投資評級:行業投資評級:分析師給出下列評級中的其中一項代表其根據行業歷史基本面及(或)估值對所研究行業以報告日起 12 個月內的基本面和行業指數相對于同期市場基準指數表現的看法。增持 行業基本面看好,相對表現優于同期基準指數 中性 行業基本面穩定,相對表現與同期基準指數持平 減持 行業基本面看淡,相對表現弱于同期基準指數 相關證券市場基準指數說明:A 股市場以滬深 300 指數為基準;港股市場以恒生指數為基
50、準;美股市場以標普 500或納斯達克綜合指數為基準。投資評級說明:不同證券研究機構采用不同的評級術語及評級標準,投資者應區分不同機構在相同評級名稱下的定義差異。本評級體系采用的是相對評級體系。投資者買賣證券的決定取決于個人的實際情況。投資者應閱讀整篇報告,以獲取比較完整的觀點與信息,投資者不應以分析師的投資評級取代個人的分析與判斷。免責聲明免責聲明 。本公司不會因接收人收到本報告而視其為客戶。本報告版權歸本公司所有,本公司對本報告保留一切權利。未經書面授權,任何機構和個人均不得對本報告進行任何形式的發布、復制、引用或 載。如經過本公司同意引用、刊發的,須注明出處為上海證券有限責任公司研究所,且
51、不得對本報告進行有悖原意的引用、刪節和 改。在法律許可的情況下,本公司或其關聯機構可能會持有報告中涉及的公司所發行的證券或期權并進行交易,也可能為這些公司提供或爭取提供多種金融服務。本報告的信息來源于已公開的資料,本公司對該等信息的準確性、完整性或可靠性不作任何保證。本報告所載的資料、意見和推測僅反映本公司于發布本報告當日的判斷,本報告所指的證券或投資標的的價格、價值或投資收入可升可跌。過往表現不應作為日后的表現依據。在不同時期,本公司可發出與本報告所載資料、意見或推測不一致的報告。本公司不保證本報告所含信息保持在最新狀態。同時,本公司對本報告所含信息可在不發出通知的情形下做出 改,投資者應當自行關注相應的更新或 改。本報告中的內容和意見僅供參考,并不構成客戶私人咨詢建議。在任何情況下,本公司、本公司員工或關聯機構不承諾投資者一定獲利,不與投資者分享投資收益,也不對任何人因使用本報告中的任何內容所引致的任何損失負責,投資者據此做出的任何投資決策與本公司、本公司員工或關聯機構無關。市場有風險,投資需謹慎。投資者不應將本報告作為投資決策的唯一參考因素,也不應當認為本報告可以取代自己的判斷。