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1、本公司具備證券投資咨詢業務資格,請務必閱讀最后一頁免責聲明 證券研究報告 1 人形機器人材料需求系列報告之二 3D 打印賦能人形機器人升級迭代 2025 年 04 月 10 日 3D 打印行業快速發展,應用場景持續拓寬。伴隨 3D 打印技術工藝不斷進步,3D 打印市場發展迅速,2023 年全球 3D 打印市場規模已超 200 億美元,據Wohlers Report 2024預計 2025 年將達到 277 億美元,2021-2025 年GAGR 為 16.1%;2023 年國內 3D 打印市場規模已達 367 億元,2019-2023 年CAGR 約 23.45%,據中商情報網數據,預計 20
2、24 年突破 400 億元。從 3D 打印產業細分產品來看,3D 打印原材料占比 17.04%,打印裝備占比 22.42%,打印服務占比 40.09%,其他占比 20.45%。近些年來,3D 打印效率持續提升推動下游應用從傳統航空航天領域快速向汽車、消費電子等民用領域拓展,2023 年前四大領域分別是汽車占比 14.4%,消費電子產品占比 14.0%、醫療占比 13.7%、航空航天占比 13.3%,消費類需求占比顯著提升。伴隨 3D 打印應用持續拓寬,3D 打印市場規模有望持續快速增長。人形機器人快速迭代,3D 打印有望深度賦能。人形機器人由感知、決策、控制、執行四大模塊構成,目前人形機器人正
3、朝著智能化、高性能化和廣泛應用的方向發展,驅動著各個模塊持續升級迭代,但也面臨技術瓶頸、成本和安全等多方面挑戰。傳感器的感知精度、電機的高效動力輸出和精準力度控制以及減速器的傳動效率精度提升都受到了設計端、材料端、工藝端的限制。3D 打印工藝具備一系列優勢特點,有望持續賦能人形機器人升級迭代。1)3D 打印技術可應用于人形機器人的結構件制造,包括手臂、大腿、關節、肩部/胸部骨架、外殼等,憑借適合復雜結構制造、一體成型設計和輕量化材料應用的優勢,有助于在滿足強度及功能需求的同時降低零件重量,簡化零部件的裝配過程,并提升系統可靠性。2)3D 打印可應用于人形機器人的結構組織/仿生組織制造,利用 3
4、D 打印支持多種材料的特性,3D 打印可以打印柔性皮膚、類似肌肉的結構提升人形機器人的仿生性。3)3D 打印技術還可應用于人形機器人重要零部件的升級迭代,如鉑力特通過 3D 打印工藝簡化了生產流程、減少了材料損耗,有效控制了成本,成功賦能六維傳感器實現感知升級。4)3D 打印在人形機器人的設計端還可實現快速原型設計,縮短研發周期,助力人形機器人更新迭代。5)3D 打印還能夠匹配人形機器人的個性化定制需求,包括核心零部件、外觀件的定制化需求。6)3D 打印技術還可以針對人形機器人的散熱需求進行散熱通道的設計制造。綜合來看,人形機器人高智能化、高性能化發展趨勢和技術要求適配 3D 打印工藝特性,3
5、D 打印在人形機器人應用前景未來可期。投資建議:人形機器人持續往智能化、高性能化方向發展,對于設計、材料、制造工藝都提出了很大挑戰,3D 打印工藝持續進步從設計端、材料端、工藝端等開拓了人形機器人制造新思路,有望深度賦能人形機器人升級迭代歷程。我們推薦國內 3D 打印金屬粉體龍頭有研粉材,同時也建議關注國內 3D 打印設備龍頭鉑力特(軍工、機械組聯合覆蓋)、華曙高科。風險提示:人形機器人放量不及預期,材料應用不及預期,原材料價格波動風險等。重點公司盈利預測、估值與評級 代碼 簡稱 股價(元)EPS(元)PE(倍)評級 2023A 2024E 2025E 2023A 2024E 2025E 68
6、8456.SH 有研粉材 31.88 0.53 0.58 0.98 60 55 33 推薦 資料來源:Wind,民生證券研究院預測;(注:股價為 2025 年 4 月 9 日收盤價)推薦 維持評級 分析師 邱祖學 執業證書:S0100521120001 郵箱: 分析師 李挺 執業證書:S0100523090006 郵箱: 相關研究 1.真“鋰”探尋系列 15:南美鹽湖 24Q4 跟蹤:成本被低估,擴產進度放緩-2025/04/08 2.有色金屬周報 20250406:“對等關稅”風險加劇,商品價格大幅承壓-2025/04/06 3.有色金屬周報 20250329:工業金屬高位震蕩,金價再創歷史
7、新高-2025/03/29 4.有色金屬周報 20250323:聯儲寬松信號+國內旺季,金屬價格上行-2025/03/23 5.有色金屬周報 20250316:降息預期升溫+需求旺季來臨,金屬價格上行-2025/03/16 行業深度研究/有色金屬 本公司具備證券投資咨詢業務資格,請務必閱讀最后一頁免責聲明 證券研究報告 2 目錄 1 3D 打印行業快速發展,下游應用場景持續拓寬.3 1.1 3D 打印行業產業鏈完善,發展前景廣闊.3 1.2 3D 打印產業規模持續增長,國內市場潛力增長可期.9 2 人形機器人快速迭代,3D 打印有望深度賦能.12 2.1 人形機器人朝智能化、高性能化方向快速發
8、展.12 2.2 3D 打印有望深度賦能人形機器人升級迭代.17 3 重點標的.24 3.1 有研粉材:國內 3D 打印金屬粉體龍頭,有望進入放量加速期.24 3.2 鉑力特:國內 3D 打印行業龍頭,掌握一體化布局優勢.30 3.3 華曙高科:國內 3D 打印領軍企業,未來成長可期.34 4 風險提示.38 插圖目錄.39 表格目錄.40 行業深度研究/有色金屬 本公司具備證券投資咨詢業務資格,請務必閱讀最后一頁免責聲明 證券研究報告 3 1 3D 打印行業快速發展,下游應用場景持續拓寬 1.1 3D 打印行業產業鏈完善,發展前景廣闊 3D 打印又稱“增材制造”,是一種將建立的三維數字化模型
9、通過切片軟件進行路徑規劃,再使用粉末、線材、液體等材料逐層堆積完成三維實體模型制造的技術。相較于傳統加工方式,3D 打印技術的優勢在于無需開模、材料利用率高、產品實現周期短,并且能夠實現高性能復雜結構零件的無模具、快速、全致密成形,逐步成為應對眾多領域技術挑戰的最佳技術途徑。從應用領域分布來看,航空航天、醫療、汽車和消費類領域是 3D 打印產品最重要的應用領域,2021 年前四大領域分別是航空航天占比 16.8%,醫療占比 15.6%,汽車占比 14.6%,消費電子產品占比 11.8%;2023 年前四大領域分別是汽車占比 14.4%,消費電子產品占比14.0%、醫療占比 13.7%、航空航天
10、占比 13.3%,消費類需求占比顯著提升。圖1:全球 3D 打印行業應用領域及占比(2021 年)圖2:全球 3D 打印行業應用領域及占比(2023 年)資料來源:華經產業研究院,民生證券研究院 資料來源:Wohlers Report 2024,民生證券研究院 航空航天領域是金屬 3D 打印產品最重要的應用領域之一。隨著航空領域使用要求和設計水平的不斷提高,新型航空飛行器不斷向性能高、壽命長、成本低、可靠性好等方向發展,航空零件逐漸趨于結構復雜化和整體化。金屬 3D 打印具有加工周期短、材料利用率高、設計更自由等優勢,能夠滿足航空零件制造的低成本、短周期需求,在航空制造領域得到了廣泛的應用。2
11、023 年 5 月 28 日,我國自主研發的國產大型客機 C919 順利完成首次商業載客飛行,C919 飛機中應用了大量通過 3D 打印技術制造的零部件,零部件包括機頭主風擋窗框、發動機燃油噴嘴、艙門件等,通過 3D 打印技術生產的零部件具有更高的強度和更輕的重量,提高了飛機的性能和燃油效率,降低了制造成本。汽車,14.4%消費類產品,14.0%醫療,13.7%航空航天,13.3%學術,9.7%政府/軍事,9.6%能源,6.3%建筑,4.5%其他,14.5%行業深度研究/有色金屬 本公司具備證券投資咨詢業務資格,請務必閱讀最后一頁免責聲明 證券研究報告 4 表1:金屬 3D 打印在航空航天領域
12、的應用 應用類型 應用案例 圖例 優勢 直接制造 機身結構件、發動機零部件等 低成本、快速制造、減重、提升強度及可靠性 設計驗證 結構件、零部件的性能測試 降低研發成本、縮短研發周期、優化結構設計 維修 高價值易損零部件修復 提高再利用率,降低成本 資料來源:鉑力特招股說明書,民生證券研究院 圖3:C919 飛機中使用 3D 打印技術制造的零部件 資料來源:3D 打印資料庫,民生證券研究院 汽車領域是金屬 3D 打印產品又一重要的應用領域。3D 打印技術在汽車行業的應用貫穿汽車整個生命周期,包括研發、生產以及使用環節,就應用范圍來看,目前 3D 打印技術在汽車領域的應用主要集中于研發環節的試驗
13、模型和功能性原型制造,在生產和使用環節相對較少。隨著 3D 打印技術不斷發展、車企對 3D 打行業深度研究/有色金屬 本公司具備證券投資咨詢業務資格,請務必閱讀最后一頁免責聲明 證券研究報告 5 印認知度提高以及汽車行業自身發展需求,3D 打印技術在汽車行業的應用將向市場空間更大的生產和使用環節擴展,在最終零部件生產、汽車維修、汽車改裝等方面的應用將逐漸提高。圖4:拓撲優化前后車架零件對比 資料來源:劉景博金屬增材制造技術輕量化應用研究進展,民生證券研究院 隨著折疊屏、可穿戴設備、智能硬件等消費電子產品向輕薄化、高性能化、精密化方向發展,傳統制造工藝在極限輕量化和復雜結構制造上的局限性日益顯現
14、,金屬 3D 打印憑借其輕量化材料應用、高精度復雜結構制造能力以及定制化生產優勢,在 3C 領域展現出了廣闊前景。榮耀折疊屏手機 Magic V2 的鉸鏈軸蓋部分采用了鈦合金 3D 打印工藝,是金屬 3D 打印工藝在 3C 領域的首次應用,寬度相較于鋁合金材質降低 27%,強度卻提升 150%,完美的平衡了輕薄與可靠性要求。繼榮耀 Magic V2 后,鉑力特又助力 OPPO Find N5 旗艦新品正式發布,是其在3C 領域落地的第二個大規模量產應用案例,標志著金屬 3D 打印在消費電子行業的進一步成熟與突破。在 Find N5 研發過程中,OPPO 團隊發現碳纖維、PEEK 等傳統材料難以
15、滿足輕量設計的可靠性需求,因此需要尋找兼具高強度和輕量化特性的金屬材料。而鈦合金,因其高比強度、耐疲勞性和出色的耐腐蝕性能成為理想選擇。由于 Find N5 鉸鏈結構件厚度極薄且設計復雜,傳統的 CNC 與 MIM 工藝均無法滿足量產需求。面對緊迫的開發周期和極高的精度要求,OPPO 借助鉑力特增材制造工藝的設計自由度和批產穩定性,成功實現鉸鏈核心部件的技術突破。鉑力特最終通過 28 道精密工序,成功打印出薄度僅為 0.15mm 的鈦合金結構件,助力 OPPO 刷新了 3C 行業商業化產品的最小尺度紀錄,為 Find N5 輕薄折疊結構提供了堅實支撐。行業深度研究/有色金屬 本公司具備證券投資
16、咨詢業務資格,請務必閱讀最后一頁免責聲明 證券研究報告 6 圖5:榮耀 Magic V2 鉸鏈軸蓋采用鈦合金 3D 打印工藝 圖6:OPPO Find N5 鉸鏈結構件采用鈦合金 3D 打印工藝 資料來源:榮耀官網,民生證券研究院 資料來源:鉑力特公眾號,民生證券研究院 3D 打印產業鏈完整,原材料包括金屬粉末、塑料線與樹脂等。3D 打印行業上游涵蓋三維掃描設備、三維軟件、原材料商及 3D 打印設備零部件制造等企業。3D 打印專用的原材料包括金屬粉末、塑料線和樹脂等,這些原材料的品質與可靠性是影響最終制造品質的重要因素,因此原材料供應商的產品質量和供貨能力關系到產業鏈的穩定性與發展。中游以 3
17、D 打印設備生產廠商為主,負責打印設備的設計、制造和銷售,大多亦提供打印服務業務及原材料供應。下游包括 3D 打印零件的生產商和分銷商等,下游應用已覆蓋航天航空、汽車工業、船舶制造、能源動力、軌道交通、電子工業、模具制造、醫療健康、文化創意、建筑等眾多領域。從全球 3D 打印細分市場份額占比來看,3D 打印原材料占比約 17%,3D 打印設備占比約 22%,3D 打印服務約 40%。圖7:全球 3D 打印細分產品市場占比(2021 年)圖8:3D 打印行業產業鏈 資料來源:華經產業研究院,民生證券研究院 資料來源:華經產業研究院,民生證券研究院 原材料,17.04%設備,22.42%打印服務,
18、40.09%其他,20.45%行業深度研究/有色金屬 本公司具備證券投資咨詢業務資格,請務必閱讀最后一頁免責聲明 證券研究報告 7 金屬 3D 打印技術包括選區激光熔融成形、電子束熔化成形、激光熔化沉積成形、電子束自由成形、電弧增材制造等工藝技術。金屬 3D 打印技術在我國快速發展,國內設備廠商在 3D 打印設備所需的專用材料、工藝裝備、關鍵零部件、軟件系統等實現了技術突破和工藝經驗積累,具有了一定的批產能力,帶動整個產業的競爭力明顯提升。目前,我國的激光熔化沉積成形、選區激光熔融成形、光固化成形等一大批工藝裝備實現產業化,部分增材制造工藝裝備已經達到國際先進水平。表2:典型金屬增材制造技術
19、成形方法 輸出熱源 增材形式 應用對象 特點 代表廠商 選區激光熔融成形(SLM)激光 鋪放金屬 粉末 小型復雜金屬功能結構、次承力結構 精度較高(0.1mm),成形尺寸較小,可實現多激光束同時加工制作 Concepy Laser、Renishaw、EOS、西安鉑力特、華科三維、華曙高科技等 電子束熔化成形(EBM)電子束 鋪放金屬 粉末 小型復雜金屬結構及承力結構 精度高(0.4mm),成形尺寸較小,在真空條件下制造,內部質量高 Acram、智熔系統、西安塞隆、天津清研智束 激光熔化沉積成形(LMD)激光 同步送進 金屬粉末 大型復雜金屬結構件的制備 精度低,需二次加工,成形尺寸較大;可進行
20、零件修復與材料表面改性 Optomec、InssTek、西安鉑力特、北京隆源、江蘇永年等 電子束自由成形(EBF)電子束 同步送進 金屬絲材 復雜金屬結構件的制備 精度低,需二次加工;成形速度快,內部質量高 Sciaky、智熔系統等 電弧增材制造(WAAM)電弧 同步送進 金屬絲材 復雜金屬結構件的制備 精度低,需二次加工;成形速度快,運行成本低 RAMLAB 中心、青島卓思三維 資料來源:金屬增材制造技術在航空領域的應用現狀及前景展望,機械工程材料,民生證券研究院 圖9:金屬增材制造技術示意圖 資料來源:金屬增材制造技術在航空領域的應用現狀及前景展望,民生證券研究院 通常用于 3D 打印的金
21、屬原材料為金屬粉末,指標要求較粉末冶金材料更高。傳統粉末冶金主要對金屬粉末進行壓胚、燒結,燒結溫度比所用的金屬粉末熔點低;而目前主流的金屬 3D 打印技術均是對金屬粉末直接熔化成形,最終成形產品的機械性能受金屬粉末各項參數指標的影響較大。因此,金屬 3D 打印對粉末材料各項參數指標要求有別于傳統粉末冶金。行業深度研究/有色金屬 本公司具備證券投資咨詢業務資格,請務必閱讀最后一頁免責聲明 證券研究報告 8 3D 打印金屬粉末材料的主要性能指標包括純凈度、粉末粒度分布、粉末形態、粉末流動性和松裝密度等。金屬 3D 打印粉末必須同時滿足粉末實心(空心粉、衛星粉少)、純度高、粒度分布窄、球形度高、氧含
22、量低、流動性好和松裝密度高等要求。因為粉末空心,打印過程中易形成氣隙、卷入性和析出性氣孔、裂紋等缺陷;粉末粒徑越大,球化現象越嚴重,粉末粒度越小,表面光潔度更高,但是粉末流動性會變差,影響鋪粉的均勻性;粉末粒度分布太寬,打印的一致性與均勻性較難保障;粉末球形度越高,流動性能越好,松裝密度也越高,得到的燒結件致密度越高;粉末的氧含量高,表面活性越大,潤濕性越差,球化現象越嚴重,導致熔化效果差。表3:3D 打印金屬粉末指標及具體要求 3D 打印金屬粉末指標 具體要求 純凈度 要求粉末中無陶瓷夾雜物,氧、氮含量也需要嚴格控制 粉末粒度分布 以激光作為能量源的打印機:適合使用 1553m 的粉末作為耗
23、材;以電子束作為能量源的鋪粉型打印機:適合使用 53105m 的粗粉;同軸送粉型打印機:采用粒度為 105150m 的粉末 粉末形貌 3D 打印金屬粉末要求球形度在 98%以上,這樣打印時鋪粉及送粉更容易進行 粉末流動性和松裝密度 粉末顆粒越大、顆粒形狀越規則、粒度組成中極細的粉末所占的比例越小,其流動性越好;顆粒表面吸附水、氣體等會降低粉末流動性;松裝密度增加,可改善粉末的流動性 資料來源:中國粉體網,民生證券研究院 增材制造用金屬粉體涉及材料種類較多,包括鈦合金、鋁合金、銅合金、高溫合金、模具鋼、不銹鋼、鈷鉻合金、難熔金屬等。其中,目前鈦合金的用量最大,應用占比超過 50%;高強度、高韌性
24、鋁合金粉末逐步引起越來越多生產商的興趣,應用占比約 20%,未來市場潛力可期;鎳基、鈷基、鐵基等高溫合金材料在增材制造中的批量應用也將成為未來行業重點關注方向;銅合金正逐步成為研究和應用熱點;模具鋼和鈷鉻合金在模具和齒科領域已經初具規模。表4:3D 打印金屬粉末類型及特性 金屬粉末類型 材料特性 鋁合金粉末 密度低,比強度較高,接近或超過優質鋼,塑性好;3D 打印用鋁合金可以做到零件致密、組織細小 鈦合金粉末 強度高、熱強度高、抗蝕性好、低溫性能好,在航空航天領域應用非常廣泛 銅合金粉末 具有優異的導熱性和導電性,可以結合設計自由度,產生復雜的內部結構和隨形冷卻通道 高溫合金粉末 在很廣的溫度
25、范圍內能維持良好的機械性質 鈷鉻合金粉末 耐磨性、耐腐蝕性好,常用于打印人工關節和牙齒等 不銹鋼粉末 價格低廉、耐腐蝕性能好、強度高,可打印復雜工業零部件 資料來源:北京中諾新材,民生證券研究院 行業深度研究/有色金屬 本公司具備證券投資咨詢業務資格,請務必閱讀最后一頁免責聲明 證券研究報告 9 1.2 3D 打印產業規模持續增長,國內市場潛力增長可期 全球 3D 打印產業正從起步期邁入成長期,呈現出加速增長的態勢。根據華經產業研究院數據,2023 年全球增材市場規模首次超 200 億美元,同比增加 11.1%,2015-2023 年增材市場規模年復合增長率達到了 18.46%,預計 2025
26、 年增材制造收入規模將達到 277 億美元,2021-2025 年 GAGR 為 16.10%。我國增材制造產業規模逐年高速增長,未來增長潛力可期。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及成本昂貴等問題后,當前中國增材制造技術已日趨成熟,市場呈現快速增長趨勢。據中商情報網數據,2019 年中國 3D 打印產業規模 158 億元,2023 年增至 367 億元,2019-2023 年 CAGR約 23.45%,預計 2024 年突破 400 億元。圖10:全球 3D 打印市場規模 圖11:中國 3D 打印市場規模 資料來源:華經產業研究院,Wohlers Report 20
27、24,民生證券研究院 資料來源:中商情報網,民生證券研究院 金屬 3D 打印發展迅速,3D 打印金屬粉末市場潛力可期。從 3D 打印產業細分產品來看,3D 打印原材料占比 17.04%,打印裝備占比 22.42%,打印服務占比40.09%,其他占比 20.45%。3D 打印專用材料是行業重要的細分市場,材料的品類和品質在很大程度上決定產品及服務的質量。根據華經產業研究院數據,2021年全球增材制造材料產業規模達到 25.98 億美元,約占總產值的 17%。其中,金屬原材料占比 18.2%,光敏樹脂占比 25.2%,聚合物絲材占比 19.9%,聚合物粉材占比 34.7%。0100200300全球
28、3D打印市場規模(億美元)0100200300400500201920202021202220232024E中國3D打印市場規模(億元)行業深度研究/有色金屬 本公司具備證券投資咨詢業務資格,請務必閱讀最后一頁免責聲明 證券研究報告 10 圖12:全球增材制造行業原材料種類及占比(2021 年)資料來源:華經產業研究院,民生證券研究院 從產業細分結構來看,2021 年我國 3D 打印材料占據行業市場規模的 24.0%,材料市場中金屬原材料合計占比 39.3%。據此估算,2021 年我國 3D 打印材料市場規模約為 63.85 億元,金屬 3D 打印材料收入估計為 25.09 億元,其中鈦合金、
29、鋁合金、不銹鋼分別占 20.2%、10.0%、9.1%,其余 60.6%均為非金屬材料,包括尼龍、PLA、ABS 塑料、樹脂等。預計未來隨著航空航天、汽車和生物醫療等行業的發展,金屬 3D 打印材料的需求量將不斷攀升,市場空間也將進一步擴大。圖13:中國增材制造細分產品市場規模(2021 年)圖14:中國增材制造行業原材料種類及占比(2021 年)資料來源:中商產業研究院,民生證券研究院 資料來源:中商產業研究院,民生證券研究院 國際市場上,增材制造金屬粉體材料供應商以歐美廠商為主,如德國 EOS、德國 TLSTechNIk、AP&C、Arcam、瑞典 solvay、瑞典 Hoganas、Co
30、nceptLaser、ExOne 等,總產能接近 10000 噸/年。國內市場,主要廠商包括中航邁特、飛爾康、西安賽隆、成都優材、亞通焊材、宇光飛利、南通智源等,總產能約 1,600 噸/年。34.70%25.2%19.9%18.2%2.0%聚合物粉材光敏樹脂聚合物絲材金屬材料其他行業深度研究/有色金屬 本公司具備證券投資咨詢業務資格,請務必閱讀最后一頁免責聲明 證券研究報告 11 表5:國內外增材制造金屬粉體主要廠商的技術及產能 公司名 國別 產品類別 制備技術 產能(噸/年)Sandvik 瑞典 鎳基超合金工模具鋼、不銹鋼 真空氣體霧化 3000 Carpenter Technology
31、美國 不銹鋼、工具鋼 真空氣體霧化 3000 GKN 跨國 鐵基合金、鈦合金 高壓水霧化、氣體霧化 2000 AP&C 加拿大 鈦合金 等離子火炬霧化技術 100 LPW Technology 英國 鋁基、鈷基、銅基等 氣體霧化、等離子體霧化、等離子球化 1000 產能合計 9100 中國航發北京航空材料研究院 高溫合金、工模具鋼、不銹鋼等 真空氣體霧化 450 江蘇威拉里新材料科技有限公司 鈦合金、鎳基高溫合金 真空氣霧化、等離子霧化 約 300 無錫飛而康 鈦合金粉末 電極感應熔化氣霧化 約 60 中航邁特 鈦合金、高溫合金、鐵基合金、鈷鉻鎢合金 真空感應氣霧化、等離子旋轉 電極霧化技術、
32、電極感應氣霧化 800 上海材料研究所 鈦合金、鎳基高溫合金、不銹鋼、模具鋼 電極感應熔煉氣體霧化-產能合計 約 1610 資料來源:有研粉材公告增材及特種粉體材料產業公司化運營項目可行性研究報告,民生證券研究院 行業深度研究/有色金屬 本公司具備證券投資咨詢業務資格,請務必閱讀最后一頁免責聲明 證券研究報告 12 2 人形機器人快速迭代,3D 打印有望深度賦能 2.1 人形機器人朝智能化、高性能化方向快速發展 人形機器人由感知、決策、控制、執行四大模塊構成。感知模塊是人形機器人的信息采集中心,負責采集外部信息并將其處理成可被機器學習的內容,關鍵組件為視覺、觸覺、聽覺等傳感器;決策模塊是人形機
33、器人的大腦,承擔對所得信息進行運算并做出決策的核心任務,關鍵組件為芯片與人工智能算法;控制模塊是人形機器人運動的指揮中心,類似于人的小腦,從決策模塊獲取數據并控制驅動器的動作,關鍵組件為控制器;執行模塊在控制器的指揮下驅動機器人的肢體運動,類似于人的肌肉,關鍵組件為伺服電機、減速器、絲杠等。人形機器人硬件結構除了四大模塊核心零部件之外,還有外骨骼軀干和能源電池等結構。圖15:人形機器人結構 資料來源:特斯拉 AI Day 2022,民生證券研究院 人形機器人成本結構中三大核心零部件包括減速器、伺服系統和控制器,成本合計占比超 70%。拆分人形機器人成本結構,精密減速器在一定程度上決定人形機器人
34、的精度和負載,是人形機器人核心零部件之一,占人形機器人成本約 36%,伺服系統是人形機器人在執行中對機器人的位置、速度和加速度控制的核心功能部件,占人形機器人成本約 24%,控制系統主要負責對機器人的運動軌跡進行規劃,從而給各個部位下達相應的動作指令,占人形機器人成本約 12%,機器人本體及其他包括傳感器、軀干、電池等成本合計占比約 28%。行業深度研究/有色金屬 本公司具備證券投資咨詢業務資格,請務必閱讀最后一頁免責聲明 證券研究報告 13 圖16:人形機器人成本結構 資料來源:中商情報網,民生證券研究院 人形機器人正朝著智能化、高性能化和廣泛應用的方向發展,驅動各個模塊持續升級迭代,但也面
35、臨技術瓶頸、成本和安全等多方面挑戰。智能化方向,人形機器人正通過接入大模型和具身智能技術,實現更精準的環境感知、自主決策和行動能力。高性能化方面,人形機器人正通過持續提升自由度來實現更加靈活復雜的執行動作,也正通過硬件的配套升級來保證靈活高效的末端執行與感知能力,包括多模態感知系統(集成高靈敏度觸覺傳感器陣列等)、傳動方式改進(絲杠傳動等)、高精度運動(諧波減速器、空心杯電機等)、輕量化(新型材料、3D 打印等)等。應用推廣方面,人形機器人也正從短期的工業制造、商用服務等 B 端場景逐步拓展,中長期有望逐步進入家庭服務、醫療護理、教育等民用服務領域。然而,目前人形機器人也面臨著諸多挑戰,多模態
36、感知融合和高精度的運動控制尚存在技術瓶頸,能源續航方面也難以滿足長時間任務需求,材料的耐用性能也尚需提升,高額的成本也限制了大規模的商業化應用。圖17:人形機器人的核心部件需要配合智能化、高性能化趨勢升級迭代 資料來源:中關村在線,民生證券研究院 行業深度研究/有色金屬 本公司具備證券投資咨詢業務資格,請務必閱讀最后一頁免責聲明 證券研究報告 14 從多模態感知模塊來看,傳感器精度不足是主要的技術瓶頸。人形機器人通過多種傳感器的協同工作,實現了對環境的多模態感知,從而具備了類似人類的感知能力,是人形機器人邁向智能化和自主化的重要基礎。傳感器主要包括視覺傳感器(2D/3D)、力覺傳感器(一維/六
37、維力傳感器)、觸覺傳感器(MEMS 壓力陣列傳感器/柔性觸覺傳感器)、慣性傳感器(6 軸/9 軸 IMU)、聽覺傳感器(傳感器)等。視覺傳感器用于獲取環境的圖像信息,根據圖像信息獲取維度和處理數據類型的不同,視覺傳感器可分為 2D 視覺和 3D 視覺;力覺傳感器用于感知力和力矩,并將其轉換為電信號,可以根據測量維度分成一維和多維,六維力傳感器是最高端的力矩傳感器,同時測量 XYZ 軸向力和環繞軸的力矩,提供最全面的力覺信息;觸覺傳感器是感知接觸面形狀、壓力、摩擦力、溫度等信息并進行轉換,目前主要有 MEMS 壓力陣列傳感器和柔性觸覺傳感器兩種技術路線,柔性觸覺傳感器又稱為“電子皮膚”,具備類似
38、于人類皮膚的柔韌性,可以適應任意載體形狀,更利于測量物體表面受力信息、感知目標物體性質特征,具有研發和產業化價值,目前正處于研發和小批量應用階段;慣性傳感器用于測量物體的加速度、角速度和傾斜角度等參數,作為機器人的位覺感受器,是人形機器人姿態控制的核心。但是目前傳感器的精度受到設計、制造工藝、材料等多方面因素的限制,導致多模態感知的效果不佳,要提升傳感器的精度,就需要采用先進的設計理念和制造工藝,如高精度加工設備、納米技術和復合材料等,提升傳感器的基礎性能。圖18:人形機器人傳感器梳理 資料來源:MEMS,民生證券研究院 為實現高精度的運動,電機的技術突破方向主要朝著高效快速的動力輸出、精準的
39、力度控制以及小型化輕量化等發展。電機是一種利用電磁感應原理將電能轉換為機械能的裝置,通過電流在導線繞組中與磁場的相互作用來產生扭矩,從而行業深度研究/有色金屬 本公司具備證券投資咨詢業務資格,請務必閱讀最后一頁免責聲明 證券研究報告 15 為各種機械裝置提供動力。電機是人形機器人運動的動力源,人形機器人主要采用無框力矩電機和空心杯電機,空心杯電機運用于靈巧手,無框力矩電機運用于關節?;谌诵螜C器人實現高精度運動的要求,電機也在朝著高精度控制、高功率密度、小型化、輕量化等方向發展。因此,從材料端,需要使用更加高性能的磁性材料和高導電材料來減少磁損和銅損,需要應用輕量化材料(如鋁合金、鎂合金)和高
40、強度復合材料來降低電機重量和優化轉子慣性,需要選擇高精度的軸承材料和絕緣材料提高電機的可靠性和精度;從結構端,需要采用更加緊湊的結構設計和優化的電磁設計來減少電機體積和重量、提高磁場利用效率以及提高轉矩輸出的均勻性和穩定性;從制造端,可以采用先進制造技術(如 3D 打印、激光成型)實現復雜結構的制造。圖19:人形機器人電機主要技術挑戰 技術挑戰 解決思路 成本 使用高效設計軟件,采用標準化或新型材料,精確設計和高效制造成少浪費、降低成本。重量 優化電機結構,使用鋁合金、碳纖維等輕質材料,將多功能集成到一個電機,減少部件數量等手段減輕重量。響應時間 采用先進控制算法,選用合適電機類型,優化電機與
41、控制系統匹配加快響應時間。性能 根據需求選用電機類型,保持扭矩與功率密度在高負載下良好輸出:優化熱管理,防止過熱,確保電機持續穩定運行??煽啃?選用優質材料,減少性能衰減和故障率;優化冷卻設計,降低溫升;監控故障,及時處理 資料來源:電機研習社,民生證券研究院 為實現高精度的運動,減速器的技術突破方向主要集中在傳動效率提升、精度提高、可靠性增強、輕量化設計以及適應復雜動態環境等方面。減速器是連接動力源和執行機構之間的中間裝置,主要工作原理為通過機械傳動裝置實現對原動機的減速增扭,即通過齒數少的輸入軸上齒輪嚙合輸出軸上的大齒輪,將原動機高速運轉的動力降低轉速、增大輸出扭矩。人形機器人對于控制精度
42、要求非常高,一般采用精密減速器,比如精密行星減速器、RV 減速器和諧波減速器等。減速器的制造涉及多個高精度工藝環節,包括材料選擇、齒形優化、熱處理和精密加工等,減速器之所以能夠實現超高的精度,就是對齒形設計、加工工藝和裝配精度提出了近乎苛刻的要求,比如諧波減速器需要在角秒級甚至更高的精度水平運行。因此,為了匹配高精度的運動,減速器需要在多個方面實現技術突破:在設計端,需要優化齒輪的齒形和嚙合參數,減少嚙合間隙和傳動誤差,提高減速器的傳動精度,還要在承受高負載的關節部位(如肩部、髖部)進行高剛性設計,確保運動的穩定性和精度,另外還可以采用緊湊一體化設計,減少體積和重量,提升減速器傳動比。行業深度
43、研究/有色金屬 本公司具備證券投資咨詢業務資格,請務必閱讀最后一頁免責聲明 證券研究報告 16 在材料端,選擇高強度合金鋼(如 42CrMo)作為齒輪材料,提高齒輪的耐磨性和抗疲勞強度,對齒輪進行特殊熱處理(如滲碳、滲氮)和表面處理(如硬化處理),進一步提升硬度和耐磨性,采用高精度、高承載能力的軸承材料(如高精度鋼或陶瓷軸承),減少摩擦和磨損,還可以使用高強度鋁合金或鎂合金作為殼體材料,以降低重量。圖20:諧波減速器結構示意圖 資料來源:深圳市機器人協會,民生證券研究院 輕量化可以提高人形機器人的機動性和靈活性。人形機器人以能夠像人類一樣執行大部分動作為目標,因此對其靈活性要求較高。輕量化設計
44、可以減少機器人各部件的重量,從而降低驅動系統所需的力矩和功率,較輕的部件更容易被驅動和控制,相同的電機在驅動更輕的本體時,能夠發揮出更大的承載力,使機器人在執行復雜動作時更加靈活和精準。輕量化可以降低運動過程中的慣性力,減少對驅動系統的負擔,從而降低系統能耗,延長續航時間。以特斯拉的人形機器人為例,第二代產品 Optimus Gen 2 相對第一代整體重量從 73kg 減少到 63kg,速度提升30%,同時手指等部件靈活性大幅提升。2024 年 12 月 20 日,在世界智能制造大會上,寶武鎂業聯合埃斯頓推出鎂合金機器人新品“ER4-550-MI”,該款機器人采用材質較輕的鎂合金材料替代鋁合金
45、,同類型部件減重約33%,整機減重11%,從而使節拍速度提高5%,部件響應速度更敏捷高效,并且整機能量損耗降低 10%。輕量化還有助于延長壽命,降低全生命周期成本。從力學角度看,輕量化設計通過減輕部件質量,可以減小摩擦力和慣性力,降低零部件之間的摩擦和磨損,從而延長人形機器人的使用壽命,同時輕量化有助于降低對驅動系統和結構的壓力,減少故障發生的可能性,降低運維成本。人形機器人輕量化的途徑包括材料的輕量化和結構優化法。人形機器人輕量化是復雜的系統性工程,目前主流的路徑包括零部件材料的輕量化和結構優化兩大路徑。材料輕量化指采用密度低、質量更輕的零部件來降低自重,因此對材料的行業深度研究/有色金屬
46、本公司具備證券投資咨詢業務資格,請務必閱讀最后一頁免責聲明 證券研究報告 17 強度等力學性能提出了更高的要求。結構優化法在汽車軸承、RV 減速器、絲杠及工業機器人等領域均有成功的應用案例,可在保證性能情況下大幅減輕質量,結構優化法可再細分為尺寸優化、形狀優化和拓撲優化。兩種路徑各具特色,缺一不可。圖21:Tesla 發布的第二代 Optimus 資料來源:特斯拉官網,民生證券研究院 2.2 3D 打印有望深度賦能人形機器人升級迭代 3D 打印技術可應用于人形機器人的結構件制造,包括手臂、大腿、關節、肩部/胸部骨架、外殼等,憑借適合復雜結構制造、一體成型設計和輕量化材料應用的優勢,有助于在滿足
47、強度及功能需求的同時降低零件重量,簡化零部件的裝配過程,并提升系統可靠性。3D 打印非常適合生產具有復雜幾何形狀的部件,因為相對傳統制造工藝 3D 打印成材率顯著更高,伴隨目前 3D 打印設備幅面持續擴大,打印效率也得到快速提升,另外 3D 打印還能夠實現一體成型設計,在一個生產步驟中集成多個功能元件,在材料選擇端也更加多樣。波士頓動力很早就已經在使用3D 打印技術為其人形機器人 Atlas 制造關鍵部件。其將拓撲晶格設計和多尺度結構集成到組件中以減輕重量,從而提高機器人的機動性并降低能耗,還采用 3D 打印來制造液壓動力單元,可以制造緊湊、輕量型閥塊,極大減輕重量并提高空間利用率,更大程度的
48、使極小規格尺寸的單元來傳遞極高的功率。鉑力特參加 2024 世界機器人大會,展出的機器人肩支架、胸骨、小臂、大腿、手指關節等零件就采用了拓撲優化及多尺度構型的設計方案,將傳統設計方法的多個零件集成到一個零部件上,利用鉑力特 SLM 技術一體成形,大幅減少零件數量,在滿足強度、功能需求的同時降低了零件重量,簡化了零件的裝配過程。行業深度研究/有色金屬 本公司具備證券投資咨詢業務資格,請務必閱讀最后一頁免責聲明 證券研究報告 18 圖22:3D 打印參與 Atlas 液壓動力單元制造 資料來源:3D 打印晉中示范基地公眾號,民生證券研究院 圖23:鉑力特在世界機器人大會現場展示零部件 圖24:鉑力
49、特世界機器人大會參展展品 資料來源:鉑力特公眾號,民生證券研究院 資料來源:鉑力特公眾號,民生證券研究院 3D 打印可應用于人形機器人的結構組織/仿生組織制造,利用 3D 打印支持多種材料的特性,人形機器人的結構組織有了更多的解決方案。3D 打印可以使用柔性材料或多材料打印技術,打印柔性皮膚、類似肌肉的結構提升人形機器人的仿生性。Figure 02 人形機器人就使用新型復合材料在其膝蓋或手臂肘關節附近新增3D 打印出來的蜂窩狀可壓縮組織,這種軟停止裝置主要是為了提供運動緩沖,同時實現輕量化和強化散熱性能,這給了人形機器人更高的靈活度、大幅延長其使用壽命。通過使用高性能 3D 打印材料,Figu
50、re 02 的復雜結構設計得以實現,其在運動靈活性、減震性和散熱性等方面的嚴格要求得以滿足,在復雜任務中的表現更加出色,同時制造成本和周期也得以降低。1)緩震系統:該新型復合材料被裝配在 Figure 02 的肘關節和膝關節處,提行業深度研究/有色金屬 本公司具備證券投資咨詢業務資格,請務必閱讀最后一頁免責聲明 證券研究報告 19 供了必要的運動緩沖,避免小臂和大臂、小腿和大腿金屬件相碰撞。在沒有應用這種材料之前,人形機器人的關節部位往往采用傳統金屬材質,為避免相互碰撞,只能添加限位器對其加以限制,這極大地限制了機器人的靈活性和使用場景。這種蜂窩狀結構在一定程度上讓機器人擺脫限位器的限制,因為
51、它能夠在機器人運動過程中吸收沖擊,減少對機器人自身的損害,同時保護機器人內部的精密部件免受震動影響。2)輕量化:人形機器人的體重需要嚴格把控,若體重過重,則會加重伺服電機的扭矩負擔,難以滿足驅動機器人行動的要求。通過 3D 打印技術制造的蜂窩狀結構,實現了材料的輕量化。這種結構在保持強度和剛度的同時,大幅減輕了機器人的重量,這對于提高機器人的能效比和運動性能至關重要。3D 打印技術可以實現結構一體化和蜂窩狀結構,方便在徑向上和在軸向上改變蜂窩結構的紋理和孔隙率,實現輕量化設計。3)散熱系統:新型復合材料可以起到強化散熱的效果。在機器人的關節等關鍵部位,由于運動和電子元件的發熱,有效的散熱變得尤
52、為重要。蜂窩狀結構增加了表面積,有助于熱量的分散和傳導,從而提高機器人的穩定性和耐久性。圖25:Figure 02 人形機器人采用 3D 打印新型蜂窩狀復合材料 資料來源:南極熊 3D 打印公眾號,民生證券研究院 3D 打印技術也可應用于人形機器人重要零部件傳感器的制造,助力傳感器實現感知升級。人形機器人在發展過程中面臨諸多技術挑戰,包括精準控制、靈敏感知、協同操作及在復雜地形上行走困難等。六維力傳感器是人形機器人與環境交互的核心部件,能精確感知力與力矩,保障動作穩定及交互安全。然而,六維力傳感行業深度研究/有色金屬 本公司具備證券投資咨詢業務資格,請務必閱讀最后一頁免責聲明 證券研究報告 2
53、0 器面臨復雜結構設計、質量控制及交付效率等諸多挑戰,金屬 3D 打印技術不僅能夠實現復雜結構的精密制造,還通過簡化生產流程、減少材料損耗,有效控制成本,成功賦能六維傳感器制備。1)華力創推出的微型六維力傳感器 Photon Finger 是目前全球尺寸最小的六維力傳感器,由于其微小尺寸與復雜內部結構,使用傳統機床加工手段,成本高、周期長、良率低。鉑力特與華力創科學團隊優化結構設計,減少零部件數量、一體成形,降低了裝配難度和加工難度,在確保內部結構精度的同時,顯著降低了加工成本,并將加工周期縮短至 20 分鐘每批次。一體化成形提升了產品的生產效率,相較于傳統機加一次僅能加工一個傳感器,3D 打
54、印滿版能同時打印 15-30 個。不僅如此,產品性能得到了顯著提升,量程及過載能力提升了 50%250%。2)華力創推出的具有中心通孔結構的腕關節六維力傳感器 PhotonR40,大幅降低了人形機器人腕關節力覺集成難度。腕關節在人形機器人任務執行中至關重要,更輕的腕關節六維力傳感器能提升機器人的靈活性、敏捷性、任務完成效率以及續航能力。鉑力特利用 3D 打印技術助力 PhotonR40 核心結構的量產,并選擇輕量化材料,使傳感器在性能提升的同時,重量減輕 20%30%,從而提升機器人的穩定性和平衡性。此外,通過金屬 3D 打印一體化成形,降低裝配難度,并顯著提升量產能力。3)華力創推出的踝關節
55、六維力傳感器作為測量踝關節在行走、站立等動作中所受力與力矩的重要零部件,對高強度、高過載能力和高可靠性有著嚴苛的要求。鉑力特的打印工藝與高強度低成本鋼材料使華力創科學的踝關節六維力傳感器取得了突破性進展。經過優化,傳感器的量程與過載能力大幅提升,屈服強度高達2400MPa,顯著增強了抗變形能力。目前,該傳感器量程可達 8000N/500N.m,過載能力達 300%,為機器人的穩定運行提供了堅實保障。圖26:華力創六維傳感器 資料來源:鉑力特公眾號,民生證券研究院 行業深度研究/有色金屬 本公司具備證券投資咨詢業務資格,請務必閱讀最后一頁免責聲明 證券研究報告 21 3D 打印在人形機器人的設計
56、端還可實現快速原型設計,助力人形機器人的更新迭代。利用 3D 技術,可以快速靈活地創建和測試數字模型,可以在短時間內驗證不同的設計,從而降低開發階段的成本并加快產品開發速度,從而大大縮短新機器人部件的開發時間。圖27:一邁智能通過 3D 打印快速研制 PEEK 材料人形機器人部件 資料來源:一邁智能公眾號,民生證券研究院 3D 打印還能夠匹配人形機器人的個性化定制需求,包括核心零部件、外觀件的定制化需求。在機器人領域,3D 打印技術可以定制化生產從機器人零件和外殼到功能性機械系統,可以根據特定任務量身打造輕質且高強度的部件。比如機器人Atlas 實現靈活動作的一個秘密武器,就是通過 3D 打印
57、開發集成 18 個閥門的歧管 HPU 來實現高性能液壓動力系統。這種閥門體積小、重量輕,響應速度極快,可以精確控制 Atlas 的各個關節。行業深度研究/有色金屬 本公司具備證券投資咨詢業務資格,請務必閱讀最后一頁免責聲明 證券研究報告 22 圖28:機器人 Atlas 采用 3D 打印工藝制備定制化硬件 資料來源:AM 易道公眾號,民生證券研究院 人形機器人市場應用前景可期,3D 打印行業打開又一成長曲線。3D 打印技術還可以針對人形機器人的散熱需求進行散熱通道的設計制造。人形機器人關節內部緊湊,無法設計大面積散熱片,導致熱量難以及時釋放。同時,電機與減速器、高壓電池等元件緊密集成,進一步限
58、制了有效散熱設計。人形機器人需要長時間執行高負荷任務,如仿人步行、物品搬運等,導致電機熱量持續積累。如果散熱不充分,會影響電機性能,引發磁鋼退磁、絕緣老化、繞組電阻升高等問題,最終影響使用壽命。結構散熱是當前人形機器人領域最具應用潛力的方向之一,即通過優化電機材料與整體結構設計,提高散熱效率。3D 打印技術具備打印復雜結構零部件的優勢,可以應用 3D 打印技術進行復雜散熱通道設計,在人形機器人的關節、骨架、外殼等部位設計復雜的微通道散熱結構;還可以將散熱通道、執行器和結構件等組件組合成一個部件,在滿足功能硬件的性能要求和結構強度要求的同時還能兼顧散熱需求;從材料角度,也可以利用導熱性更加優異的
59、復合材料來打印關鍵散熱需求部件。3D 打印作為新的加工工藝,我們其實也能夠看到其有望對于人形機器人的兩個核心部件電機和減速器的技術迭代提供潛在助力。綜合來看,人形機器人高智能化、高性能化發展趨勢和技術要求適配 3D 打印工藝特性,3D 打印在人形機器人應用前景未來可期。行業深度研究/有色金屬 本公司具備證券投資咨詢業務資格,請務必閱讀最后一頁免責聲明 證券研究報告 23 圖29:3D 打印在人形機器人應用梳理 應用場景 具體部件 3D 打印應用優勢 相關案例/潛在方向 結構件 手臂、大腿、關節、肩部/胸部骨架、外殼等 復雜結構制造、一體成型設計、輕量化 1)波士頓動力很早就已經在使用 3D 打
60、印技術為其人形機器人 Atlas 制造關鍵部件。2)鉑力特參加 2024 世界機器人大會,展出了3D 打印制備的機器人肩支架、胸骨、小臂、大腿、手指關節等零件 結構組織/仿生組織 柔性皮膚、仿生肌肉等組織 多材料應用、復雜結構制造、輕量化 Figure 02 人形機器人就使用新型復合材料在其膝蓋或手臂肘關節附近新增 3D 打印出來的蜂窩狀可壓縮組織,這種軟停止裝置主要是為了提供運動緩沖,同時實現輕量化和強化散熱性能 傳感器 傳感器核心結構 復雜結構制造、一體成型設計、輕量化 鉑力特助力華力創簡化生產流程、減少材料損耗,有效控制成本,成功賦能六維傳感器制備。電機 電機核心結構 復雜結構制造、一體
61、成型設計、輕量化 3D 打印能夠制造傳統工藝難以實現的復雜幾何形狀,例如電機的定子、轉子等部件;可以通過優化設計,可以將多個零件集成到一個部件中,減少裝配需求;也可以通過輕量化提升電機性能。減速器 柔輪、鋼輪等核心結構 復雜結構制造、一體成型設計、輕量化、多材料應用 可通過一體成型設計實現精密內部結構提高減速器精度,選擇高強度材料作為齒輪材料,提高齒輪的耐磨性等。散熱需求 關節、骨架、外殼、電機等部位散熱通道結構設計 復雜結構制造、一體成型設計、多材料應用 采用高導熱復合材料;熱通路優化,優化電機定子、轉子的散熱通道,減少局部熱點;一體化散熱殼體,將電機、減速器與關節結構一體化設計,使熱量能夠
62、更快傳遞至外部環境。研發設計需求/快速原型設計 可以短時間驗證不同的設計縮短研發周期 定制化需求 核心零部件、外觀件等 個性化定制 可根據具體技術需求定制核心零部件,也可根據不同應用場景的定制外觀件等 資料來源:AM 易道公眾號,南極熊 3D 打印公眾號,鉑力特公眾號等,民生證券研究院 行業深度研究/有色金屬 本公司具備證券投資咨詢業務資格,請務必閱讀最后一頁免責聲明 證券研究報告 24 3 重點標的 3.1 有研粉材:國內 3D 打印金屬粉體龍頭,有望進入放量加速期 有研粉材是國內有色金屬粉體龍頭,拓展 3D 打印粉體業務打開成長空間。公司2019-2024年期間,營業收入由17.12 億上
63、升為32.26 億元,CAGR約13.5%;歸母凈利潤由 0.60 億元變化為 0.59 億元;公司營收增長主要得益于公司銷量穩步提升疊價銅價上漲抬升產品價格,同時 3D 打印粉體產品穩步放量,公司利潤相對保持平穩。圖30:公司近年營收及變化情況 圖31:公司近年歸母凈利潤及同比變化情況 資料來源:公司公告,民生證券研究院 注:24 年數據來源于公司業績快報 資料來源:公司公告,民生證券研究院 注:24 年數據來源于公司業績快報 公司主要收入來源為銅粉、錫粉、3D 打印粉體以及電子漿料等。2023 年,銅粉、錫粉、3D 打印粉末以及電子漿料占公司營收比例分別為 57%、30%、1.1%、2.2
64、%,占公司毛利比例分別為 53%、31%、4.1%、3.3%。3D 打印粉體業務盈利能力顯著優于其他傳統業務板塊。從應用領域來看營收結構,微電子封裝(32%)、粉末冶金零部件(28%)、超硬工具(21%)、電機電刷(6%)、高鐵及航空閘片(2%)、增材制造(1%);再看毛利結構,微電子封裝(34%)、粉末冶金零部件(25%)、超硬工具(19%)、電機電刷(6%)、高鐵及航空閘片(2%)、增材制造(4%)。-20%0%20%40%60%80%010203040201920202021202220232024營業收入(億元)yoy(右軸)-50%0%50%100%150%0.00.20.40.60
65、.81.01.21.4201920202021202220232024歸母凈利(億元)歸母凈利YOY(右軸)行業深度研究/有色金屬 本公司具備證券投資咨詢業務資格,請務必閱讀最后一頁免責聲明 證券研究報告 25 圖32:公司營收結構餅圖(產品口徑,2023)圖33:公司毛利結構餅圖(產品口徑,2023)資料來源:公司公告,民生證券研究院 資料來源:公司公告,民生證券研究院 圖34:公司營收結構餅圖(行業口徑,2023)圖35:公司毛利結構餅圖(行業口徑,2023)資料來源:公司公告,民生證券研究院 資料來源:公司公告,民生證券研究院 公司現已形成以銅基金屬粉體材料、錫基電子互連材料、3D 打印
66、用金屬粉體材料等板塊為核心的主營業務。公司產品主要用于粉末冶金、超硬工具、微電子封裝、摩擦材料、催化劑、電工合金、電碳制品、導電材料、熱管理材料、3D 打印等領域,其終端產品廣泛應用于汽車、高鐵、機械、航空、航天、化工、電子信息、國防軍工等諸多行業。表6:有研粉材業務布局 產品名稱 產品介紹 用途 銅基金屬粉體材料 電解銅金屬 粉體材料 電解工藝生產的純銅粉,樹枝狀發達,比表面積大,導電性、壓制和燒結性能優異??筛鶕蛻粢蟠_定粒度分布,銅含量可達 99.80%,松裝密度可低至 0.6g/cm,氧含量可低于 0.05%。通過超細金屬粉體材料制備技術進行再加工,可得到微米級銅基粉體材料,主要產品
67、粒度分布有 6.0-8.0 m、8.0-12.0m 兩種規格。用于粉末冶金零部件、超硬工具、高鐵動車組及航空飛行器閘片、電機電刷、電工合金、電子漿料等。57.0%29.9%9.7%2.2%1.1%銅粉錫粉其他電子漿料3D打印用粉體材料53.22%30.63%8.78%3.31%4.06%銅粉錫粉其他電子漿料3D打印用粉體材料32.16%27.94%20.86%6.26%2.16%1.14%9.05%微電子封裝粉末冶金零部件超硬工具電機電刷高鐵動車組及航空飛行器閘片增材制造其他業務33.65%25.14%19.38%6.45%1.70%4.06%9.62%微電子封裝粉末冶金零部件超硬工具電機電刷
68、高鐵動車組及航空飛行器閘片增材制造其他業務行業深度研究/有色金屬 本公司具備證券投資咨詢業務資格,請務必閱讀最后一頁免責聲明 證券研究報告 26 霧化銅基金屬 粉體材料 水霧化或氣霧化工藝生產的純銅粉及銅合金粉,呈不規則狀或近球形,短流程、低能耗、環保,可實現多元素合金化、流動性好,粒度可控,松裝密度 2.3-5.0g/cm。主要產品有霧化純銅粉、霧化 CuSn 系列粉、霧化 CuZn系列粉、霧化 CuFe 粉等。用于粉末冶金零部件、超硬工具、過濾器、化工合成催化劑、涂層、漆料等。其他銅基金屬 粉體材料 以擴散銅基金屬粉體材料和化學冶金銅基金屬粉體材料為主。擴散銅基金屬粉體材料主要生產銅、錫、
69、鋅等預合金粉;化學冶金銅基金屬粉體材料主要產品包括:銅鈷鐵預合金粉、銅包石墨復合粉、銅包鐵復合粉、銀包銅復合粉、納米級銅粉等。用于生產粉末冶金零部件、超硬工具、電子漿料等。微電子錫基焊粉材料 離心霧化工藝生產的 T3T7 號錫基合金焊粉,有 Sn-Ag-Cu,Sn-Bi,Sn-Sb 等多個產品系列,產品呈銀灰色,具有球形、低氧、窄粒度特點。以 T5 型號錫焊粉為例,粉末形貌呈球形,非球形粉末比例不超過 5%,粒度 15m-25m 的粉末顆粒超過 90%,超過 25m 的粉末顆粒不超過 1%,氧含量180ppm。用于 3C 產品的各類板卡,移動終端、5G 通訊、汽車電子、生物醫療、LED 照明/
70、顯示、光伏控制器等產品的微電子封裝。3D 打印粉體材料 氣霧化為主要工藝生產的鋁、銅、鈦、高溫合金、模具鋼、鈷鉻合金等粉末材料。產品雜質含量低,球形度好,成分均勻。用于航空航天、醫學修復等 資料來源:有研粉材招股書,民生證券研究院 公司及全資子公司康普錫威與鋼研投資有限公司合作,整合 3D 打印及高溫特種粉體材料業務板塊相關資源,新設立控股公司有研增材。新設公司計劃注冊資本為 5,000 萬元人民幣,其中有研粉材以現金形式出資 3,000 萬元,占新設公司60%股權;康普錫威以經評估的固定資產和無形資產形式出資 1,000 萬元,占新設公司 20%股權;鋼研投資以現金形式出資 1,000 萬元
71、,占新設公司 20%股權。圖36:有研增材股權架構 資料來源:增材及特種粉體材料產業公司化運營項目可行性研究報告,民生證券研究院 行業深度研究/有色金屬 本公司具備證券投資咨詢業務資格,請務必閱讀最后一頁免責聲明 證券研究報告 27 有研增材重點開發、生產 3D 打印金屬粉體材料,以及軟磁粉末、MIM 粉末、真空釬焊粉末等高溫特種粉體材料產品。3D 打印金屬粉體材料是公司重點發展方向,產品包括鋁合金粉末、銅合金粉末、高溫合金粉體材料、鈦合金和模具鋼等。表7:有研增材主要產品 產品大類 主要產品 產品特性 產品優勢 增材制造金屬粉體材料 鋁合金 粉末 密度低,比強度較高,接近或超過優質鋼,塑性好
72、;3D打印用鋁合金可以做到零件致密、組織細小 利用自主研發的高流動性鋁合金粉末制備技術,開發出適合增材制造的高流動性、高球形度、低氧含量、低空心粉率的高品質球形鋁合金粉末 銅合金 粉末 具有優異的導熱性和導電性,可以結合設計自由度,產生復雜的內部結構和隨形冷卻通道 已成功制備出多種型號銅及銅合金粉末;在民用領域已開發出散熱器用高純度球形純銅粉、模具用高強高導銅合金粉末等產品 高溫合金粉體 在很廣的溫度范圍內能維持良好的機械性質 利用現有惰性氣體霧化制備球形粉末技術,成功開發出GH4169、GH3536、K418、M400 等高溫合金粉末,對GH4169、M400 進行成分調控,已通過用戶認可,
73、形成批量供貨??筛鶕脩粢髮崿F特殊牌號高溫合金粉末的定制化生產 鈦合金 粉末 強度高、熱強度高、抗蝕性好、低溫性能好,在航空航天領域應用非常廣泛 將展開相關技術研發攻關,適時推動低成本制備增材制造鈦合金粉末 高溫粉末 材料 軟磁粉末 具備損耗低、磁導率高、直流偏置性能優異、溫度穩定性高等性能優勢,因而具有磁電轉換和儲能濾波的特殊功能,是制造電動汽車充電樁用電抗器、家用電器 PFC 電感、光伏發電用逆變器、扼流圈和高頻濾波器的材料之一 具有粒徑小、成分均勻、雜質少的特點 MIM 粉末 主要包括不銹鋼、低合金鋼、鈦合金、硬質合金等種類。其中 Fe 基產品占比約為 80%,主要以 316L、17-
74、4PH、420W 和 304 不銹鋼為主 具有粒度細小、粒度分布窄,雜質含量低純度高,振實密度高等性能優勢,制備的喂料均勻性好、粘度低,易于充模;制備的生坯易于脫脂且保型性好,燒結致密度高,力學性能指標優異 真空釬焊粉末 真空釬焊粉被廣泛應用于家用電器、汽車和電機工業等行業,具體用于銅、鋁、不銹鋼等耐熱合金的焊接;真空釬焊粉的焊接具有變形小,接頭光滑美觀等優勢 具有粉末成分均勻、雜質少、粒度分布合理和氧含量低等特點 資料來源:增材及特種粉體材料產業公司化運營項目可行性研究報告,民生證券研究院 有研粉材經過多年自主研發,掌握了 3D 打印粉體材料制備技術。創造性地提出缺陷控制技術,通過賦予金屬液
75、滴同極性電荷,使金屬液滴之間產生排斥力,避免顆粒間碰撞,解決了衛星球的問題;通過靜電場控制落粉,減少與未凝固液滴碰撞幾率,減少了衛星球缺陷,提高粉末流動性;針對鈦或鈦合金高活性的特點,選用無坩堝式高頻感應加熱鈦絲的方法實現純凈化熔煉,提高鈦或鈦合金的霧化細粉收得率。行業深度研究/有色金屬 本公司具備證券投資咨詢業務資格,請務必閱讀最后一頁免責聲明 證券研究報告 28 表8:公司 3D 打印粉體材料領域技術儲備 技術名稱 技術特點 應用領域 增材制造用高流動性鋁合金粉末制備技術 可制備高流動性,高球形度,高松比,無衛星球增材制造用鋁合金粉末 航空航天零部件,高減重要求及復雜結構應用,如衛星天線,
76、飛行器部件、散熱器等 航空航天用高強高導銅合金粉末制備技術 制備適用于增材制造工藝的高強高導銅合金粉末材料 火箭發動機燃燒室、推力室等零部件 超高溫難熔高熵合金復合粉體材料制備技術 研制服役溫度1500的超高溫高熵合金/陶瓷復合粉體材料 服役于劇烈氣動加熱環境的飛行器熱端零部件 增材制造用高強鋁合金材料設計與制備技術 開發增材制造專用高強鋁合金材料設計并開展粉末制備技術研究 航空航天高強度復雜結構件、高鐵、新能源汽車 高性能增材制造用高溫合金粉體材料開發 制備適用于增材制造的鈷基變形高溫合金、鑄造高溫合金等產品 航空發動機燃燒室、渦輪盤、導向葉片等零件 高品質3D打印模具鋼粉末制備技術研究與應
77、用 高精度復雜零部件模具鋼 3D 打印粉體制備和組織調控 航空航天、家電行業精密復雜模具、汽車模具、模具修復打印 增材制造用低成本球形鈦粉制備技術 連續緊耦合微細球形鈦粉制備技術 航空航天、生物醫療等 增材制造粉末材料全流程工藝參數包開發 開展粉末特性-打印參數-熱處理-組織性能影響規律研究,配套全流程工藝參數包 航空航天領域用增材制造粉末產品 資料來源:有研粉材招股書,民生證券研究院 有研增材產品設計產能共計 2,500 噸/年,其中 3D 打印金屬粉體材料設計產能 500 噸/年(鋁基粉體材料約 200 噸/年,高溫合金粉體材料 200 噸/年,鈦合金產品產能 75 噸/年,銅合金產品產能
78、 25 噸/年);高溫特種粉體材料設計產能2,000 噸/年。2022 年,有研增材 3D 打印 500 噸產能已經建成,2022 年 3D 打印金屬粉體材料實現銷量 73.36 噸,同比增長 169%,2023 年,實現銷量約 90噸,同比增長 22%,主要系受航空航天需求放緩影響,未來有望跟隨需求持續放量。從市場開拓來看,鋼研集團所屬鋼研高納為公司 3D 打印產業下游客戶,公司引進戰略投資者鋼研投資有限公司意義深遠,有助于加強公司和下游重要客戶的深度合作交流。行業深度研究/有色金屬 本公司具備證券投資咨詢業務資格,請務必閱讀最后一頁免責聲明 證券研究報告 29 圖37:公司 3D 打印金屬
79、粉末產量銷量(噸)圖38:公司增材制造金屬粉末營收及毛利率變化 資料來源:公司公告,民生證券研究院 資料來源:公司公告,民生證券研究院 盈利預測與評級:公司為國內銅基和錫基粉體材料龍頭,募投項目達產有望逐步貢獻增量,3D 打印粉體材料等新品伴隨市場需求也有望快速放量,業績增長可期。我們預計 2024-2026 年,公司歸母凈利潤為 0.60、1.01、1.33 億元,對應 4月 9 日股價的 PE 分別為 55/33/25X,維持“推薦”評級。風險提示:下游需求不及預期;原材料價格波動風險;項目進展不及預期.表9:有研粉材盈利預測與財務指標 項目/年度 2023A 2024E 2025E 20
80、26E 營業收入(百萬元)2,681 3,274 3,652 4,008 增長率(%)-3.6 22.1 11.6 9.7 歸屬母公司股東凈利潤(百萬元)55 60 101 133 增長率(%)-0.6 9.0 68.8 31.2 每股收益(元)0.53 0.58 0.98 1.28 PE(現價)60 55 33 25 PB 2.8 2.7 2.6 2.4 資料來源:Wind,民生證券研究院預測;(注:股價為 2025 年 4 月 9 日收盤價)020406080100120201820192020202120222023產量銷量0%20%40%60%80%05001,0001,5002,00
81、02,5003,0003,500201820192020202120222023營業收入(萬元)毛利率(右軸)行業深度研究/有色金屬 本公司具備證券投資咨詢業務資格,請務必閱讀最后一頁免責聲明 證券研究報告 30 3.2 鉑力特:國內 3D 打印行業龍頭,掌握一體化布局優勢 鉑力特是國內 3D 打印技術的核心企業,專注于金屬增材制造領域超過二十年,近五年來,鉑力特的經營業績始終保持高速穩定增長。公司 2019-2023 年期間,營業收入由 3.22 億上升為 12.32 億元,CAGR 高達 40%;歸母凈利潤由 0.74億元上漲為 1.42 億元,CAGR 為 18%;公司營收利潤持續快速增
82、長主要得益于公司深耕航空航天領域,且不斷開拓新的市場和應用領域。圖39:公司近五年營收及變化情況 圖40:公司近五年歸母凈利潤及同比變化情況 資料來源:公司公告,民生證券研究院 資料來源:公司公告,民生證券研究院 公司主要收入來源為 3D 打印定制化產品及技術服務,自研 3D 打印設備、配件及技術服務和 3D 打印原材料。2023 年,3D 打印定制化產品、自研 3D 打印設備等和 3D 打印粉末材料分別占公司營收比例為 51.02%、42.91%和 5.21%。從毛利結構來看,2023 年 3D 打印定制化產品、自研 3D 打印設備等以及 3D 打印粉末材料占比分別為 51.63%、44.3
83、5%和 3.65%。分領域來看,航空航天和工業機械占據主要營收及毛利比重,占比合計均達 90%以上。-20%0%20%40%60%80%051015營業收入(億元)yoy(右軸)-200%-100%0%100%200%300%-1.0-0.50.00.51.01.52.0歸母凈利(億元)歸母凈利YOY(右軸)行業深度研究/有色金屬 本公司具備證券投資咨詢業務資格,請務必閱讀最后一頁免責聲明 證券研究報告 31 圖41:公司營收結構餅圖(產品口徑,2024H1)圖42:公司毛利結構餅圖(產品口徑,2024H1)資料來源:公司公告,民生證券研究院 資料來源:公司公告,民生證券研究院 圖43:公司營
84、收結構餅圖(行業口徑,2024H1)圖44:公司毛利結構餅圖(行業口徑,2024H1)資料來源:公司公告,民生證券研究院 資料來源:公司公告,民生證券研究院 鉑力特業務主要涵蓋金屬 3D 打印定制化產品制造、3D 打印設備的研發及生產、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。1)金屬 3D 打印設備的研發及生產:公司自主研制開發了激光選區熔化成形、激光立體成形、電弧增材制造等系列金屬 3D 打印設備,主要產品分成 A系和 S 系列,A 系主要針對民用市場,S 系列主
85、要針對航空航天市場。A 系列成型尺寸范圍在 100mm-400mm,激光數量范圍為 1-4 光束;S 系列成型尺寸范圍在 300mm-1500mm,激光數量范圍為 4-26 光束,最大成形效率可達 900cm/h,并且光路可靠、流場方案更新優化,成形效率較傳統設備提升 2.9-3.5 倍。2)金屬 3D 打印原材料的研發及生產:公司成功開發多個傳統牌號的鈦合金材53.72%38.37%7.91%3D打印定制化產品3D打印設備及輔機配件3D打印粉末材料38.28%34.87%26.84%3D打印定制化產品3D打印設備及輔機配件3D打印粉末材料67.45%29.04%3.07%0.43%0.01%
86、航空航天工業機械高??蒲嗅t療其他71.42%25.82%2.57%0.18%0.01%航空航天工業機械高??蒲嗅t療其他行業深度研究/有色金屬 本公司具備證券投資咨詢業務資格,請務必閱讀最后一頁免責聲明 證券研究報告 32 料,并自主研發專用粉末材料 TiAM1、AlAM1 等 10 余種,解決了傳統牌號材料成形沉積態殘余應力高、工藝適應性差等問題,同時公司也已完成 10 條增材制造專用高品質金屬粉末生產線建設。3)金屬 3D 打印定制化產品制造:公司通過自有金屬增材設備為客戶提供金屬 3D 打印定制化產品的設計、生產及相關技術服務,主要應用于航空航天、工業機械、能源動力、科研院所、醫療研究、汽
87、車制造及電子工業等領域。表10:鉑力特公司代表性 3D 打印設備 型號 具體數據 產品圖片 BLT-A300/A320 成形尺寸:250mm250mm300mm(W D H)激光功率:500W/1000W;500W2/1000W2 BLT-S1300 成形尺寸:1300mm1300mm1400mm(WDH)激光功率:500W26 資料來源:公司官網,民生證券研究院 鉑力特自 2019 年至 2023 年期間,產銷量保持了顯著的增長態勢。2019-2023 年。鉑力特 3D 打印設備產量從 50 臺增長到 299 臺,銷量從 35 臺增長到242 臺,主要系公司不斷開拓新的市場和應用領域所致。表
88、11:鉑力特 3D 打印原材料 牌號 特點 應用前景 TA1、TA15、TC4、TC21 采用惰性氣體霧化技術(EIGA)制備,球形度高、雜質含量低、粒度分布均勻;氧含量最低可達 800ppm,化學成分符合國標、美標 航空發動機風扇葉片 BLT-AlAM500 解決 PBF-LB/M 工藝中復雜結構和大尺寸零件制造難題 6;成形零件減重約 20%,成本較進口粉末降低 40%-50%立方體星部署器 S31603 具有耐腐蝕性、高強度等特性 無支架環 資料來源:公司官網,民生證券研究院 行業深度研究/有色金屬 本公司具備證券投資咨詢業務資格,請務必閱讀最后一頁免責聲明 證券研究報告 33 圖45:
89、2019-2023 年自研 3D 打印設備產銷量(單位/件)資料來源:公司官網,民生證券研究院 05010015020025030035020192020202120222023銷量(自研3D打印設備)產量(自研3D打印設備)行業深度研究/有色金屬 本公司具備證券投資咨詢業務資格,請務必閱讀最后一頁免責聲明 證券研究報告 34 3.3 華曙高科:國內 3D 打印領軍企業,未來成長可期 華曙高科是國內 3D 打印行業領軍企業,2009 年成立,近年來公司經營業績基本保持高速穩定增長。公司 2019-2023 年期間,營業收入由 1.55 億上升為 6.06億元,CAGR 高達 31%;歸母凈利潤
90、由 0.18 億元上漲為 1.31 億元,CAGR 為85%;公司營收和利潤持續快速增長主要得益于公司不斷開拓 3D 打印新應用領域和開發新客戶。2024 年,由于個別下游應用行業受業內周期影響產品需求有所波動,且受該行業在手訂單回款賬期延長的影響,公司對不符合收入確認條件的訂單暫不予確認收入,導致公司營收同比減少 19%,疊加公司研發費用同比增加,導致歸母凈利潤同比減少 49%。圖46:公司近五年營收及同比變化情況 圖47:公司近五年歸母凈利潤及同比變化情況 資料來源:公司公告,民生證券研究院 資料來源:公司公告,民生證券研究院 公司主要收入來源為 3D 打印設備及輔機配件。2023 年,3
91、D 打印設備及輔機配件、3D 打印粉末材料、售后服務分別占公司營收比例為 89.05%、6.53%和4.19%。從毛利結構來看,2023 年 3D 打印設備及輔機配件、3D 打印粉末材料、售后服務占比分別為 88.51%、5.37%和 5.72%。分領域來看,航空航天和工業占據主要營收及毛利比重,占比合計接近 90%。-40%-20%0%20%40%60%02468201920202021202220232024營業收入(億元)yoy(右軸)-100%0%100%200%0112201920202021202220232024歸母凈利(億元)歸母凈利YOY(右軸)行業深度研究/有色金屬 本公司
92、具備證券投資咨詢業務資格,請務必閱讀最后一頁免責聲明 證券研究報告 35 圖48:公司營收結構餅圖(產品口徑,2024)圖49:公司毛利結構餅圖(產品口徑,2024)資料來源:公司公告,民生證券研究院 資料來源:公司公告,民生證券研究院 圖50:公司營收結構餅圖(行業口徑,2024)圖51:公司毛利結構餅圖(行業口徑,2024)資料來源:公司公告,民生證券研究院 資料來源:公司公告,民生證券研究院 華曙高科致力于為全球客戶提供金屬(SLM)增材制造設備和高分子(SLS)增材制造設備,并提供 3D 打印材料、工藝及服務,構建了較為完整的 3D 打印產業生態鏈。公司專業聚焦工業級增材制造設備研發、
93、生產與銷售,已開發 20 余款金屬與高分子工業級 3D 打印設備,并配套 40 余款專用材料及工藝。3D 打印設備:金屬增材制造設備方面,公司推出 FS1521M、FS1211M、FS811M、FS721M、FS621M、FS511M、FS422M、FS350M、FS301M、FS200M、FS273M、FS121M 等多系列自主 SLM 設備,成形尺寸覆蓋 100mm1700mm,成形缸最大體積達到 1530mm1530mm1650mm,激光數量涵蓋單激光、雙激光、四激光、六激光、八激光、九激光、十激光、十二激光、十六激光等,并支持客戶根據應用端特征進行個性化激光器與掃描策略配置,可滿足大尺
94、寸零部件高質量一體化制造、零部件高效率批量制造需求、復雜結構高精度成形等多樣化制造需求。高分子增材制造設備方面,公司在國內率先開發可燒結高性能尼龍材料的SLS 設備,在國際上率先推出光纖激光燒結 Flight 技術、340超高溫燒結技術,81.52%9.46%8.71%0.32%3D打印設備及輔機配件3D打印粉末材料售后服務及其他其他業務77.96%9.72%11.78%0.54%3D打印設備及輔機配件3D打印粉末材料售后服務及其他其他業務49.83%37.18%7.24%4.17%1.59%航空航天工業高校及科研醫療其他政府事業52.33%34.35%7.22%4.67%1.43%航空航天工
95、業高校及科研醫療其他政府事業行業深度研究/有色金屬 本公司具備證券投資咨詢業務資格,請務必閱讀最后一頁免責聲明 證券研究報告 36 推出 HT1001P、Flight403P、403P、ST252P、UT252P、eForm 等多系列自主SLS 設備,可滿足多樣化應用場景高質量、高效率制造需求,在控制精度、過程自動化、制造效率與成本、材料使用范圍等方面具備顯著優勢。3D 打印材料:公司率先突破國際化工巨頭的 PA12 粉末材料壟斷,開辟全新的材料配方與制備技術路線,成功開發從原料端全國產化的首款材料 FS3200PA 材料,并持續推出 FS3300PA、FS3401GB、FS6140GF、FS
96、3201PA-F、FS4200PA-F、FS3401GB-F、FS6140GF-F、FS6130CF-F 等適配 CO2 激光器及光纖激光器的自主聚酰胺粉末及其復合材料,與國際大型化工企業合作推出聚氨酯(TPU)、聚苯硫醚(PPS)類的多種 SLS 粉末材料,并持續拓展在高性能特種材料和多類型功能性材料方面的研發,豐富產品體系,滿足應用端的多樣化需求。表12:華曙高科代表性 3D 打印設備簡介 型號 具體數據 產品圖片 FS1521M 系列(金屬 3D 打印設備)包含標準版 FS1521M 及高缸版 FS1521M-U。其中,FS1521M-U 成形缸尺寸1530mmx1650mm(圓缸),或
97、1530mmx1530mmx1650mm(方缸),并有更多尺寸缸體選擇,可選擇 16 激光器,成形效率高達 400cm3/h,是迄今為止全球最大的SLM 金屬設備之一,該設備已實現產業化用戶的裝機投產。是航空航天超大型產品專用設備。Flight HT1001P(高分子 3D 打印設備)具有行業領先的 1000mm500mm450mm 的成形缸,輕松駕馭大型工件一體成形和中小型工件的批量生產。采用華曙高科自研的高分子光纖激光燒結 Flight 技術及滾筒鋪粉方式,以 4 個光纖激光器作為燒結能量源,成形效率大幅提升。面向汽車、航空航天等行業用戶。資料來源:公司公告,民生證券研究院 表13:華曙高
98、科 3D 打印材料部分產品簡介 牌號 特點 應用前景 FS3300PA 尼龍粉末 該材料具有較強的韌性、耐熱性、耐腐蝕性,具有易噴漆、成形過程穩定、尺寸穩定、生物相容性優等優異特征。汽車、航空航天、醫療、手板、消費品等。LUVOSINT TPU X92A-1064WT 熱塑性聚氨酯粉末 首款適用于 Flight 高速燒結技術 TPU 柔性材料,打印性能優異,打印效率高且無污染,為消費品市場提供新的高效解決方案。消費品、汽車、醫療等。FS8100PPSGF 玻璃纖維復合聚苯硫醚粉末 該材料具有耐熱性能優異,熔點高達 295,強度高、吸水少、耐腐蝕、阻 燃、絕緣等特征,適合汽車,電子電器 等行業應
99、用。汽車、電子電器等。資料來源:公司官網,民生證券研究院 行業深度研究/有色金屬 本公司具備證券投資咨詢業務資格,請務必閱讀最后一頁免責聲明 證券研究報告 37 2019 年至 2023 年,華曙高科 3D 打印設備產銷量穩步增長。2019-2023年,華曙高科 3D 打印設備銷量從 80 臺增長到 172 臺,產量從 98 臺增長到 196臺,增長顯著。目前公司全球累計銷售量已超過 1000 臺,居行業前列,其中,金屬 3D 打印設備全球裝機量超過 450 臺,中大型金屬設備(400mm 以上大尺寸)用戶裝機量超過 130 臺。圖52:2019-2023 年自研 3D 打印設備產銷量(單位/
100、件)資料來源:公司公告,民生證券研究院 050100150200250201920202021202220233D打印設備生產量(臺)3D打印設備銷售量(臺)行業深度研究/有色金屬 本公司具備證券投資咨詢業務資格,請務必閱讀最后一頁免責聲明 證券研究報告 38 4 風險提示 1)人形機器人放量不及預期。目前人形機器人尚未量產,倘若人形機器人放量進度較慢,機器人帶來的鎂合金材料需求也會受到影響。2)材料應用不及預期。人形機器人尚在商業化落地前期階段,仍有較大的技術變更可能性。技術的具體定型,將決定相關材料的應用及用量,對鎂合金材料需求將產生較大影響。3)原材料價格波動風險。鎂價波動或影響廠商對該
101、材料的選擇,導致對鎂合金材料需求產生較大影響。行業深度研究/有色金屬 本公司具備證券投資咨詢業務資格,請務必閱讀最后一頁免責聲明 證券研究報告 39 插圖目錄 圖 1:全球 3D 打印行業應用領域及占比(2021 年).3 圖 2:全球 3D 打印行業應用領域及占比(2023 年).3 圖 3:C919 飛機中使用 3D 打印技術制造的零部件.4 圖 4:拓撲優化前后車架零件對比.5 圖 5:榮耀 Magic V2 鉸鏈軸蓋采用鈦合金 3D 打印工藝.6 圖 6:OPPO Find N5 鉸鏈結構件采用鈦合金 3D 打印工藝.6 圖 7:全球 3D 打印細分產品市場占比(2021 年).6 圖
102、 8:3D 打印行業產業鏈.6 圖 9:金屬增材制造技術示意圖.7 圖 10:全球 3D 打印市場規模.9 圖 11:中國 3D 打印市場規模.9 圖 12:全球增材制造行業原材料種類及占比(2021 年).10 圖 13:中國增材制造細分產品市場規模(2021 年).10 圖 14:中國增材制造行業原材料種類及占比(2021 年).10 圖 15:人形機器人結構.12 圖 16:人形機器人成本結構.13 圖 17:人形機器人的核心部件需要配合智能化、高性能化趨勢升級迭代.13 圖 18:人形機器人傳感器梳理.14 圖 19:人形機器人電機主要技術挑戰.15 圖 20:諧波減速器結構示意圖.1
103、6 圖 21:Tesla 發布的第二代 Optimus.17 圖 22:3D 打印參與 Atlas 液壓動力單元制造.18 圖 23:鉑力特在世界機器人大會現場展示零部件.18 圖 24:鉑力特世界機器人大會參展展品.18 圖 25:Figure 02 人形機器人采用 3D 打印新型蜂窩狀復合材料.19 圖 26:華力創六維傳感器.20 圖 27:一邁智能通過 3D 打印快速研制 PEEK 材料人形機器人部件.21 圖 28:機器人 Atlas 采用 3D 打印工藝制備定制化硬件.22 圖 29:3D 打印在人形機器人應用梳理.23 圖 30:公司近年營收及變化情況.24 圖 31:公司近年歸
104、母凈利潤及同比變化情況.24 圖 32:公司營收結構餅圖(產品口徑,2023).25 圖 33:公司毛利結構餅圖(產品口徑,2023).25 圖 34:公司營收結構餅圖(行業口徑,2023).25 圖 35:公司毛利結構餅圖(行業口徑,2023).25 圖 36:有研增材股權架構.26 圖 37:公司 3D 打印金屬粉末產量銷量(噸).29 圖 38:公司增材制造金屬粉末營收及毛利率變化.29 圖 39:公司近五年營收及變化情況.30 圖 40:公司近五年歸母凈利潤及同比變化情況.30 圖 41:公司營收結構餅圖(產品口徑,2024H1).31 圖 42:公司毛利結構餅圖(產品口徑,2024H
105、1).31 圖 43:公司營收結構餅圖(行業口徑,2024H1).31 圖 44:公司毛利結構餅圖(行業口徑,2024H1).31 圖 45:2019-2023 年自研 3D 打印設備產銷量(單位/件).33 圖 46:公司近五年營收及同比變化情況.34 圖 47:公司近五年歸母凈利潤及同比變化情況.34 圖 48:公司營收結構餅圖(產品口徑,2024).35 圖 49:公司毛利結構餅圖(產品口徑,2024).35 圖 50:公司營收結構餅圖(行業口徑,2024).35 圖 51:公司毛利結構餅圖(行業口徑,2024).35 圖 52:2019-2023 年自研 3D 打印設備產銷量(單位/件
106、).37 行業深度研究/有色金屬 本公司具備證券投資咨詢業務資格,請務必閱讀最后一頁免責聲明 證券研究報告 40 表格目錄 重點公司盈利預測、估值與評級.1 表 1:金屬 3D 打印在航空航天領域的應用.4 表 2:典型金屬增材制造技術.7 表 3:3D 打印金屬粉末指標及具體要求.8 表 4:3D 打印金屬粉末類型及特性.8 表 5:國內外增材制造金屬粉體主要廠商的技術及產能.11 表 6:有研粉材業務布局.25 表 7:有研增材主要產品.27 表 8:公司 3D 打印粉體材料領域技術儲備.28 表 9:有研粉材盈利預測與財務指標.29 表 10:鉑力特公司代表性 3D 打印設備.32 表
107、11:鉑力特 3D 打印原材料.32 表 12:華曙高科代表性 3D 打印設備簡介.36 表 13:華曙高科 3D 打印材料部分產品簡介.36 行業深度研究/有色金屬 本公司具備證券投資咨詢業務資格,請務必閱讀最后一頁免責聲明 證券研究報告 41 分析師承諾 本報告署名分析師具有中國證券業協會授予的證券投資咨詢執業資格并登記為注冊分析師,基于認真審慎的工作態度、專業嚴謹的研究方法與分析邏輯得出研究結論,獨立、客觀地出具本報告,并對本報告的內容和觀點負責。本報告清晰準確地反映了研究人員的研究觀點,結論不受任何第三方的授意、影響,研究人員不曾因、不因、也將不會因本報告中的具體推薦意見或觀點而直接或
108、間接收到任何形式的補償。評級說明 投資建議評級標準 評級 說明 以報告發布日后的 12 個月內公司股價(或行業指數)相對同期基準指數的漲跌幅為基準。其中:A 股以滬深 300 指數為基準;新三板以三板成指或三板做市指數為基準;港股以恒生指數為基準;美股以納斯達克綜合指數或標普500 指數為基準。公司評級 推薦 相對基準指數漲幅 15%以上 謹慎推薦 相對基準指數漲幅 5%15%之間 中性 相對基準指數漲幅-5%5%之間 回避 相對基準指數跌幅 5%以上 行業評級 推薦 相對基準指數漲幅 5%以上 中性 相對基準指數漲幅-5%5%之間 回避 相對基準指數跌幅 5%以上 免責聲明 民生證券股份有限
109、公司(以下簡稱“本公司”)具有中國證監會許可的證券投資咨詢業務資格。本報告僅供本公司境內客戶使用。本公司不會因接收人收到本報告而視其為客戶。本報告僅為參考之用,并不構成對客戶的投資建議,不應被視為買賣任何證券、金融工具的要約或要約邀請。本報告所包含的觀點及建議并未考慮獲取本報告的機構及個人的具體投資目的、財務狀況、特殊狀況、目標或需要,客戶應當充分考慮自身特定狀況,進行獨立評估,并應同時考量自身的投資目的、財務狀況和特定需求,必要時就法律、商業、財務、稅收等方面咨詢專家的意見,不應單純依靠本報告所載的內容而取代自身的獨立判斷。在任何情況下,本公司不對任何人因使用本報告中的任何內容而導致的任何可
110、能的損失負任何責任。本報告是基于已公開信息撰寫,但本公司不保證該等信息的準確性或完整性。本報告所載的資料、意見及預測僅反映本公司于發布本報告當日的判斷,且預測方法及結果存在一定程度局限性。在不同時期,本公司可發出與本報告所刊載的意見、預測不一致的報告,但本公司沒有義務和責任及時更新本報告所涉及的內容并通知客戶。在法律允許的情況下,本公司及其附屬機構可能持有報告中提及的公司所發行證券的頭寸并進行交易,也可能為這些公司提供或正在爭取提供投資銀行、財務顧問、咨詢服務等相關服務,本公司的員工可能擔任本報告所提及的公司的董事??蛻魬浞挚紤]可能存在的利益沖突,勿將本報告作為投資決策的唯一參考依據。若本公
111、司以外的金融機構發送本報告,則由該金融機構獨自為此發送行為負責。該機構的客戶應聯系該機構以交易本報告提及的證券或要求獲悉更詳細的信息。本報告不構成本公司向發送本報告金融機構之客戶提供的投資建議。本公司不會因任何機構或個人從其他機構獲得本報告而將其視為本公司客戶。本報告的版權僅歸本公司所有,未經書面許可,任何機構或個人不得以任何形式、任何目的進行翻版、轉載、發表、篡改或引用。所有在本報告中使用的商標、服務標識及標記,除非另有說明,均為本公司的商標、服務標識及標記。本公司版權所有并保留一切權利。民生證券研究院:上海:上海市浦東新區浦明路 8 號財富金融廣場 1 幢 5F;200120 北京:北京市東城區建國門內大街 28 號民生金融中心 A 座 18 層;100005 深圳:深圳市福田區中心四路 1 號嘉里建設廣場 1 座 10 層 01 室;518048