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1、證券分析師證券分析師投資咨詢資格編號:投資咨詢資格編號:S1060518090003S1060518090003郵箱:郵箱:huxiaoyu298PINGAN.COM.CNhuxiaoyu298PINGAN.COM.CN胡小禹胡小禹科創板系列科創板系列3D打印產業鏈全景圖打印產業鏈全景圖20192019年年8 8月月5 5日日3D3D打印產業鏈全景概覽打印產業鏈全景概覽資料來源:鉑力特招股說明書、3D科學谷等上游上游中游中游下游下游應用場景應用場景原材料金屬、非金屬粉末,光固化樹脂,線材等核心零部激光器:IPG、ROFIN、相干、通快等DLP光引擎:德州儀器等振鏡系統:CTI、Scanlab、
2、Novanta等設備及打印服務從上游采購各種基礎核心零部件,集成制造成3D打印設備,以及提供打印技術的相關服務服務平臺云平臺、媒體社區魔猴網、3D制造、南極熊、3D科學谷、3D虎等國際品牌:波音、空客;寶馬、通用汽車、豐田汽車;Skryker,齊默爾;Adidas等國內品牌:中國航空工業集團、中國航空發動機集團、中國航天科工;上汽集團;光韻達、伯恩生物、上海九院、3D部落等應用場景國際品牌:STRATASYS、3D SYSTEM、EOS、EXONE CO、Renishaw等國內品牌:鉑力特、先臨三維、聯泰科技、華曙高科、三的部落、峰華卓立等汽車制造醫療制造模具制造鞋制造輔助運行掃描儀、軟件等主
3、流應用航空航天、汽車、醫療、工業機械、教育、建筑、食品、鞋制造等航空航天要點總結要點總結(1 1)什么是)什么是3D3D打?。捍蛴。涸霾闹圃旒夹g又稱為3D打印技術,是以數字模型為基礎,將材料逐層堆積制造出實體物品的新興制造技術,體現了信息網絡技術與先進材料技術、數字制造技術的密切結合,是智能制造的重要組成部分,與傳統的減材制造方式相比,增材制造擁有制造復雜的物品而不增加成本、產品多樣化而不增加成本、無需組裝、零時間交付等眾多優點,尤其適合制造形狀復雜的、定制化的、追求輕量化的零部件3D打印技術將持續促進并受益于定制化經濟的快速發展。(2 2)3D3D打印行業正在逐步由導入期進入成長期:打印行業
4、正在逐步由導入期進入成長期:經過30多年的發展,3D打印行業已經形成一條比較完成的產業鏈,包括上游的各類原材料、中游的3D打印設備及服務,及航空航天、汽車、醫療、教育等眾多下游應用領域。近年來3D打印行業規模保持高速增長,2018年全球和國內的3D打印產業規模分別達到了96.8億美元、23.6億美元,5年間的復合增速分別達26.1%、49.1%,預計未來幾年仍將快速增長;我們認為,3D打印行業逐漸從行業導入期步入了成長期,國內也出現了鉑力特這樣選對了賽道和模式,盈利能力較強的公司。(3 3)上游原材料,低端充足,高端短缺,國內技術正在不斷突破:)上游原材料,低端充足,高端短缺,國內技術正在不斷
5、突破:原材料是決定3D打印零部件最終質量、價格的基礎因素,國內中低端的原材料供應能力已比較充足,高端原材料供應仍受到一定限制;2017年我國3D打印材料市場規模達到29.92億元,同比增長了約40%,占當年整個3D打印行業市場規模27.6%,預計到2024年將達到164億元。隨著國內技術的不斷突破,各類原材料的價格正在快速下降,不少原材料的價格大約只有2年前的一半。(4 4)中游設備,工業級占主流,進口替代大幕已開啟:)中游設備,工業級占主流,進口替代大幕已開啟:設備是國內3D打印產業中產值最大的環節,目前大約占整個行業總產值的40%-50%;從國內的3D打印市場來看,設備環節的進口替代大幕已
6、經開啟,在存量市場上,聯泰、鉑力特、華曙等3家企業的合計占有率已達到27.9%(主要是工業級3D打印機);從全球來看,美國仍是最大的設備和應用的市場,中國市場正在快速增長預計隨著技術的成熟,工業級3D打印機的價格仍有較大下降空間,性價比的逐步提高有利于下游應用的拓展。桌面打印機目前競爭已比較激烈,市場集中度在短期內難以提升。要點總結要點總結(5 5)下游應用,航空航天、醫療、汽車、機械多點開花:)下游應用,航空航天、醫療、汽車、機械多點開花:3D打印技術已經在軍事、航空航天、醫療、汽車、機械設備制造及消費領域得到了一定的應用。2017年國內3D打印各下游應用中,工業產品占比55%,軍用產品占比
7、16%,民用產品29%,工業級3D打印的應用規模遠遠超過消費級3D打??;我們認為,目前3D打印技術成本雖然在逐步下降,但仍處于較高水平,因此判斷未來一個時期內,3D打印仍將首先在高附加值的行業內得到發展。(6 6)國家政策強力支持,行業標準正在逐步完善:)國家政策強力支持,行業標準正在逐步完善:在我國產業升級的背景下,3D打印技術得到國家層面的重視,尤其是2017年12月工信部等12部門印發的增材制造產業發展行動計劃(2017-2020年),為我國的3D打印行業提出了年均增速30%以上、2020年增材制造產業銷售收入超過200億元等目標。此外,3D打印的行業標準正在逐步完善,目前全球增材制造協
8、會主要有兩個標準,ASTM F42和ISO/TC 261,ASTM F42目前已發布29項標準,19項正在制定中;ISO/TC 261已發布9項,25項正在制定中。我國已有5個相關現行標準,另有3個即將發布,12個在研,覆蓋從上游原材料到下游應用的眾多環節。行業標準的逐步完善,有利于3D打印行業的高質量發展。(7 7)未來3D打印將有望深刻改變當前的商業模式,目前3D打印處于快速成長階段,但在整個制造業當中的占比仍非常小。我們認為,3D打印更大范圍的推廣和應用,有賴于原材料和設備價格的進一步的下降,并結合商業模式的創新和開拓。目前國內市場中,3D打印原材料和設備都處于進口替代的過程中,出現了一
9、批技術領先的企業。未來在3D打印這個賽道中,持續的、高質量的、有效的研發將成為從行業競爭中脫穎而出的關鍵??春?D打印技術在附加價值高的航空航天、醫療、汽車、核電等領域的應用。目錄目錄 ContentContent3D3D打印的概念及其產業鏈打印的概念及其產業鏈3D3D打印原材料打印原材料3D3D打印設備打印設備3D3D打印下游應用打印下游應用增材制造又稱“增材制造又稱“3D3D打印”打印”資料來源:SOHU科技網(1)制造復雜的物品而不增加成本(2)產品多樣化而不增加成本(3)無需組裝(4)零時間交付(5)拓展了設計的空間(6)零技能制造(7)減少廢棄的副產品(1)得到的零部件力學性能不穩定
10、(2)標準產品的3D打印的規模效益不如傳統的加工方式(3)當前可用的原材料種類仍然有限(4)3D打印在加工精度、表面粗糙度、加工效率等方面與傳統的精密加工技術相比,還存在差距3D3D打印的優勢打印的優勢3D3D打印的缺點打印的缺點增材制造又稱“3D打印”,是以數字模型為基礎,將材料逐層堆積制造出實體物品的新興制造技術,該技術尤該技術尤其適合制造形狀復雜的其適合制造形狀復雜的、定制化的定制化的、追求輕量化的零部件追求輕量化的零部件,將持續促進并受益于定制化經濟的快速發展。3D3D打印的分類打印的分類資料來源:3D打印技術網,鉑力特招股書,中國產業信息網,ofweek激光網等材料材料類別類別技術原
11、理技術原理縮寫縮寫具體材料種類具體材料種類金屬材料金屬材料選擇性激光熔化SLM金屬粉末選擇性激光燒結SLS尼龍、聚苯乙烯、金屬粉末、陶瓷、玻璃等激光直接燒結DMLS金屬為主激光近凈成型LENS(LSF)主要是金屬,少量陶瓷電子束熔化技術EBM金屬非金屬材非金屬材料料熔融沉積式成型FDM熱塑性材料,如ABS塑料、聚乳酸等選擇性熱燒結SHS尼龍粉末等立體平板印刷SLA光敏樹脂數字光處理DLP光敏樹脂材料噴射成形PJ金屬三維立體打印3DP型砂、建筑材料等細胞繪圖打印CBP細胞等生物材料按照應用領域:按照應用領域:可分為消費級3D打印和工業級3D打印。按照按照所使用的原材料所使用的原材料:可分為金屬材
12、料的3D打印和非金屬材料的3D打印。按照打印技術的特點按照打印技術的特點:可分為選擇性激光熔化成型(SLM)、選擇性激光燒結成型(SLS)、激光直接燒結技術(DMLS)、電子束熔化技術(EBM)、熔融沉積式成型(FDM)、選擇性熱燒結(SHS)、立體平板印刷(SLA)、數字光處理(DLP)、三維打印技術(3DP)、及細胞繪圖打印(CBP)等。3D3D打印正在從導入期步入成長期打印正在從導入期步入成長期經過30多年的發展,3D打印已有較完整的產業鏈: 上游原材料及零件:主要包括制造3D打印設備所需的零部件、打印過程中所使用的各類原材料、設計和逆向工程所需要的軟硬件; 中游:3D打印設備及服務;
13、下游:航空航天、汽車、醫療、教育等下游應用領域。正在由導入期步入成長期正在由導入期步入成長期3D3D打印產業鏈打印產業鏈資料來源:鉑力特招股說明書,iMedia 首先,無論在全球范圍內還是我國市場內,3D打印的行業規模都呈現快速增長; 其次,大多企業仍處于微利狀態,逐漸有企業開始盈利; 最后,高額的研發投入也符合成長期行業的特征。全球和國內市場規模均高速增長全球和國內市場規模均高速增長 2013年全球3D打印行業總產值為30.3億美元,2018年達到了96.8億美元,5年間的復合增速達26.1%; 到2020年、2022年、2024年,全球3D打印行業總產值將分別有望達到158億美元、239億
14、美元、356億美元。國內國內3D3D打印規模增速更高打印規模增速更高全球全球3D3D打印規模高增長打印規模高增長 2013年國內3D打印產業規模僅3.2億美元,2018年規模達23.6億美元,5年的復合增速達49.1%; 預計2023年,我國3D打印行業總收入將超過100億美元。資料來源:鉑力特招股說明書( 援引Wohlers Associates )等國內產值規模占全球比例持續提高國內產值規模占全球比例持續提高-20%-10%0%10%20%30%40%50%0501001502002503003504001995199619971998199920002001200220032004200
15、52006200720082009201020112012201320142015201620172018202202202全球3D打印行業產值(億美元)YoY(%)0%20%40%60%80%100%120%0204060801001202012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020 2021 2022 2023國內3D打印產業規模(億美元)及增速(%)YoY(%)7.08%10.56%11.22%15.09%19.64%22.75%24.38%0%5%10%15%20%25%30%2012201320142015201620172018中國3D打印
16、產業規模占全球的比例(%)我國的3D打印產業規模占全球的比例持續提升,2012年該比例僅為7.08%,到2018年提升到了24.38%,中國作為全球最大的制造業基地和消費大國,未來仍有巨大潛力。大多企業仍處于微利狀態,逐漸有企業開始盈利大多企業仍處于微利狀態,逐漸有企業開始盈利 從2018年的財務數據來看,已經有一些海外3D打印企業的收入達到了較大規模,其中STRATASYS和3D SYSTEM的營業收入分別達到了6.63億美元和6.88億美元; 2018年,海外的大多數3D打印企業仍處于微利或虧損狀態。國內國內3D3D打印公司體量較小打印公司體量較小海外大多數企業處于微利狀態海外大多數企業處
17、于微利狀態 國內的3D打印公司中,收入體量最大的是先臨三維,達到4.01億元,其次是鉑力特,達到2.91億元; 鉑力特是國內盈利體量最大的公司,2018年其凈利潤達到5718萬元。國內營業收入體量最大的先臨三維,2018年歸母凈利潤僅941萬元。資料來源:wind4.04 2.11 0.05 0.30 0.03 0.65 6.63 6.88 8.00 0123456789營業收入(億美元)0.05 0.03 -0.15 -0.10 -0.27 -0.13 -0.11 -0.46 1.74 -1012凈利潤(億美4.01 0.84 0.22 0.27 2.91 0.03 012345營業收入(億
18、元)941.07 -320.56 -415.54 -300.71 5718.36 -227.43 -100001000200030004000500060007000凈利潤(萬元)2018年部分海外3D打印公司的營業收入(億美元)2018年部分國內3D打印公司的營業收入(億元)2018年部分海外3D打印公司的凈利潤(億美元)2018年部分國內3D打印公司的凈利潤(萬元)行業整體毛利率較高,高研發投入影響凈利率行業整體毛利率較高,高研發投入影響凈利率資料來源:wind56.6 55.4 14.4 35.2 84.4 32.4 49.0 47.2 53.4 46.9 010203040506070
19、8090毛利率(%)52.2 30.9 32.3 43.8 43.7 67.8 01020304050607080毛利率(%)9.84%12.14%169.08%24.35%477.26%16.62%14.92%13.86%0%100%200%300%400%500%600%研發費用/營業收入(%)23.96%8.41%6.17%8.88%8.79%43.05%0%5%10%15%20%25%30%35%40%45%50%研發費用/營業收入(%)行業具有高毛利特點行業具有高毛利特點 3D打印公司的凈利率都比較低,但毛利率都處于比較高的水平,2018年,海外的SRATASYS、3D SYSTEM
20、、SLM solution的毛利率分別為49.0%、47.2%、46.9%,國內的先臨三維、鉑力特的毛利率分別為52.2%、43.7%。高研發壓制凈利潤率高研發壓制凈利潤率2018年部分海外3D打印公司毛利率(%)2018年部分國內3D打印公司毛利率(%)2018年部分海外3D打印公司研發投入占比(%)2018年部分國內3D打印公司研發投入占比(%) 導致毛利率和凈利率出現不一致的原因很多,其中研發投入較大是比較重要的一項。2018年SRATASYS、3D SYSTEM、先臨三維、鉑力特等公司的研發費用占營業收入的比例分別為14.92%、13.86%、23.96%、8.79%。國家政策大力支持
21、國家政策大力支持資料來源:鉑力特招股說明書發布時間發布時間相關政策法規相關政策法規發布單位發布單位2018年年11月月國家支持發展的重大技術裝備和產品目錄(2018年修訂)工信部等六部門2018年年1月月國家智能制造標準體系建設指南(2018年版)工信部、國家標準委2018年年1月月知識產權重點支持產業目錄(2018年本)國家知識產權局2017年年12月月增強制造業核心競爭力三年行動計劃(2018-2020年)發改委2017年年12月月增材制造產業發展行動計劃(2017-2020年)工信部、發改委等十二部門2017年年11月月關于發揮民間投資作用推進實施制造強國戰略的指導意見 工信部、發改委等
22、十六部門2017年年11月月高端智能再制造行動計劃(2018-2020年)工信部2017年年10月月產業關鍵共性技術發展指南(2017年)工信部2017年年10月月“增材制造與激光制造重點專項2018年度項目申報指南 科技部2017年年9月月中小學綜合實踐活動課程指導綱要教育部2017年年4月月“十三五”先進制造技術領域科技創新專項規劃科技部2017年年1月月戰略性新興產業重點產品和服務指導目錄發改委2016年年12月月智能制造發展規劃(2016-2020年)工信部、財政部2016年年8月月“十三五”國家新興產業發展規劃國務院2016年年3月月重點研發計劃2016年度項目申報指南科技部2015
23、年年5月月中國制造2025國務院2015年年2月月國家增材制造產業發展推進計劃(20152016年)工信部、發改委、財政部2013年年8月月信息化和工業化深度融合專項行動計劃(2013-2018年) 工信部2013年年5月月國家863計劃、科技支撐計劃2014年備選項目征集指南科技部2011年年3月月國民經濟和社會發展第十二個五年規劃綱要國務院 國家政策的強力支持,為3D打印行業的發展壯大提供了強有力的后盾和保障。行業標準逐漸完善行業標準逐漸完善資料來源:ASTM Standards,國家標準全文共開系統序序號號標準編號標準編號標準名稱標準名稱狀態狀態1F2915增材制造標準文件格式標準規范現
24、行2F2924粉末床熔融Ti6Al4V制造標準規范現行3F2971增材制造樣品測試數據標準格式規范現行4F3049增材制造用金屬粉末特征規范現行5F3122增材制造提升金屬零件力學性能標準規范現行6ISO17296-3:2014增材制造通用原則第3部分:主要特性和相應的測試方法現行7ISO17296-2:2015增材制造通用原則第2部分:過程類別和原材料綜述現行8ISO/ASTM52901:2017增材制造通用原則增材制造零件采購規范現行9ISO17296-4:2014增材制造通用原則第4部分:數據處理綜述現行 目前全球增材制造協會主要有兩個標準,ASTM F42和ISO/TC 261,AST
25、M F42目前已發布29項標準,19項正在制定中;ISO/TC 261已發布9項,25項正在制定中; 我國已有5個相關現行標準,另有3個即將發布,12個在研,覆蓋從上游原材料到下游應用的眾多環節; 行業標準的逐步完善,有利于3D打印行業的高質量發展。目前全球已經制定的增材制造標準(部分)目前我國正在制定的增材制造標準行業行業標準逐漸完善標準逐漸完善資料來源:ASTM Standards,國家標準全文共開系統序號序號標準編號標準編號標準名稱標準名稱狀態狀態1GB/T35351-2017增材制造術語現行2GB/T35352-2017增材制造文件格式現行3GB/T35021-2017增材制造工藝分類
26、及原材料現行4GB/T35022-2017增材制造主要特性和測試方法零件和粉末原材料現行5GB/T34508-2017增材制造粉床電子束增材制造TC4合金材料現行620151392-T-604增材制造設計、要求、指南和建議即將發布7GB/T37463-2019增材制造塑料材料粉末床熔融工藝規范即將發布8GB/T37461-2019增材制造云服務平臺模式規范即將發布序號序號標準名稱標準名稱狀態狀態1增材制造定向能量沉積工藝規范在研2增材制造粉末床熔融工藝規范在研3增材制造材料擠出成形工藝規范在研4增材制造金屬件熱處理規范在研5增材制造數據處理在研6增材制造金屬件機械性能評價通則在研7增材制造云服
27、務平臺參考體系在研8增材制造球形鈷鉻合金粉在研9增材制造球形鉭及鉭合金粉在研10增材制造球形鉬及鉬合金粉在研11增材制造制粉用鈦及鈦合金棒材在研12增材制造用硼化鈦顆粒增強鋁合金粉在研目前我國已經制定的增材制造標準本章總結本章總結(1)增材制造又稱3D打印,它以將材料逐層堆積的方式得到特定形狀的零部件(或物品),這與傳統的減材制造方式有本質上的區別;(2)相比減材制造來說,增材制造有制造復雜的物品而不增加成本、產品多樣化而不增加成本、無需組裝等優點,尤其適合形狀復雜的、定制化的、輕量化訴求強烈的制造加工場景;(3)增材制造是一種新的加工理念,在這種理念之下,可以有很多不同的技術路線,目前比較常
28、見的減材制造技術包括選擇性激光熔化成型(SLM)、選擇性激光燒結成型(SLS)、激光直接燒結技術(DMLS)、電子束熔化技術(EBM)、熔融沉積式成型(FDM)、選擇性熱燒結(SHS)、立體平板印刷(SLA)、數字光處理(DLP)、三維打印技術(3DP)、細胞繪圖打印(CBP)等;(4)經過30多年的發展,3D打印行業已經形成一條比較完成的產業鏈,上游包括制造3D打印設備所需的零部件、打印過程中所使用的各類原材料、設計和逆向工程所需要的軟硬件;中游包括3D打印設備及服務;下游包括航空航天、汽車、醫療、教育等下游應用領域;(5)近年來3D打印行業規模保持著高速增長,2018年全球和國內的3D打印
29、產業規模分別達到了96.8億美元、23.6億美元,5年間的復合增速分別達26.1%、49.1%,預計未來幾年仍將快速增長;(6)3D打印行業逐漸從行業導入期步入了成長期,出現了鉑力特這樣選對了賽道和模式,盈利能力較強的公司;(7)政策的大力支持,行業標準的逐步完善,有利于3D打印行業的高質量發展。目錄目錄 ContentContent3D3D打印的概念及其產業鏈打印的概念及其產業鏈3D3D打印原材料打印原材料3D3D打印設備打印設備3D3D打印下游應用打印下游應用0%20%40%60%80%100%120%0204060801001201401601802012201420162018F202
30、0E2022E2024E中國3D打印材料市場規模(億元)YoY(%)主要的3D打印材料類型和應用領域總結3D3D打印原材料:低端產能充足,高端產能受限打印原材料:低端產能充足,高端產能受限1717資料來源:前瞻網,沃德夫聚合物,鉑力特招股說明書等約占約占3D3D打印產業規模的打印產業規模的27.6%27.6%22%23%24%25%26%27%28%29%2012201320142015201620172018E中國3D打印材料在3D打印行業中的占比情況(%)10.10%9.10%20.20%14.10%15.20%11.10%6.10%14.10%2018年中國3D打印材料市場結構鋁合金不銹
31、鋼鈦合金尼龍PLAABS樹脂其他 2017年,我國3D打印原材料環節的市場規模占整個3D打印行業市場規模的比例約為27.6%; 3D打印原材料種類的豐富程度,決定了3D打印技術的應用范圍2017年我國3D打印材料市場規模達到29.92億元,同比增長了約40%;預計到2024年將達到164億元; 2017年在我國整個3D打印市場中,鋁合金、不銹鋼、鈦合金分別占10.1%、9.1%、20.2%,合計占39.4%,其余60.6%均為非金屬材料,包括尼龍、PLA、ABS塑料、樹脂等。優點優點缺點缺點應用領域應用領域工程塑料工程塑料強度、耐沖擊性、耐熱性、硬度及抗老化性產品易出現各向不同性汽車、家電、電
32、子消費品,航空航天、醫療器械光敏樹脂光敏樹脂高強度、耐高溫、防水加工速度慢,有一定污染可用于制作高強度、耐高溫、防水材料橡膠類材料橡膠類材料斷裂伸長率高、抗撕裂強度高和拉伸強度較高易老化要求防滑或柔軟表面的應用領域,如消費類電子產品、醫療設備以及汽車內飾、輪胎、墊片陶瓷材料陶瓷材料高強度、高硬度、耐高溫、低密度、化學穩定性好、耐腐蝕等制備成本高,品質控制困難,打印設備功率大航空航天、汽車、生物等行業金屬材料金屬材料金屬性、延展性、較高的力學強度和表面質量制備成本高,品質控制困難,產品容易產生疏松航空航天、汽車、模具制造細胞生物原細胞生物原料料生物相容性好產量低,配套的3D打印設備技術要求高與醫
33、學、組織工程相結合,可制造出藥物、人工器官等用于治療疾病3D3D打印原材料:低端產能充足,高端產能受限打印原材料:低端產能充足,高端產能受限1818資料來源:sohu科技,各公司官網,前瞻網,鉑力特招股說明書等國內高端金屬粉材供應能力尚顯不足國內高端金屬粉材供應能力尚顯不足0%10%20%30%40%50%60%70%80%90%00.20.40.60.811.21.41.61.82200920102011201220132014201520162017全球金屬增材制造原材料銷售量(億美元)YOY(%)公司名稱公司名稱成立時間成立時間所在國所在國家家主要產品主要產品Arcam1997年瑞典EB
34、M硬件、EBM構建材料、金屬粉末和粉末處理設備EOS1989年德國鋁、鈷/鉻合金和鋼等3D打印材料Hoganas1797年瑞典金屬粉末Sandvik1862年瑞典3D打印應用的氣體霧化金屬粉末Solvay1863年比利時3D打印用金屬粉末TLS Technik1994年德國TC4鈦合金粉末公司名稱公司名稱成立時間成立時間所在地所在地區區主要產品主要產品中航邁特中航邁特2014年北京鈦/鋁/鎳鉻/高溫合金、不銹鋼、高強鋼等金屬粉末飛而康科技飛而康科技2012年無錫鈦/鋁/鎳/鈷鉻合金,鋼等3D打印用金屬粉末塞隆金屬塞隆金屬2013年西安多種TI/鈷鉻合金江蘇威拉里江蘇威拉里2015年徐州鈦/鋁/
35、鎳/鈷/銅合金,鋼等金屬粉末西安歐中西安歐中2013年西安鈦/鎳/鈷合金,鋼等金屬粉末鉑力特鉑力特2011年西安鈦合金粉末等部分海外3D打印金屬原材料供應商中國主要的3D打印金屬材料供應商3D打印金屬材料的典型形態 2009年全球金屬原材料銷售量僅1200萬美元,到2017年達到1.83億美元,復合增長率達40.6%。 金屬原材料由于比較昂貴,多用于工業領域。通常用于3D打印的金屬原材料為金屬粉末純凈度、顆粒度、均勻度、球化度、含氧量等指標都對最終的打印產品性能影響極大。 德國的EOS、TLS,及瑞典的Arcam、Hoganas、Sandvik,比利時的Solvay等都能提供比較高端的3D打印
36、粉末原材料。國內能提供高質量金屬粉末的公司包括中航邁特、飛而康、塞隆金屬、西安歐中、鉑力特等。材料價格逐年下降,未來有望完全進口替代材料價格逐年下降,未來有望完全進口替代原材料的種類是決定零部件質量和價格的基礎因素原材料的種類是決定零部件質量和價格的基礎因素 “3D造”中可給出不同材料工藝的同一個工藝品的報價,使用FDM(PLA塑料)和SLA(光敏樹脂)等工藝打印,價格僅百元左右;但若使用PloyJet(各種高精樹脂)或SLM(不銹鋼和Ti64合金等),則價格可高至3000元; 目前很多粉末價格相比于兩年前,已經降低50%左右。國內粉末廠商近幾年也逐漸增多,目前國內粉末價格只有大概進口粉末的6
37、0%左右。國產粉末的質量也逐漸和進口粉末縮小距離。資料來源:3D造,多家企業調研信息打印工藝打印工藝使用材料使用材料價格價格FDMABS塑料線材82.58元SLA光敏樹脂74.56元-115.61元SLSPS粉152.45元樹脂砂254.08元尼龍266.78元尼龍玻纖571.68元Polyjet高精度牙科模型樹脂1981.82元熔融樹脂2270.84元通用牙科材料2153.33元牙科澆筑型蠟型材料2429.64元高性能丙烯酸塑料2620.2元SLM不銹鋼約3000元“3D造”網站對同一個工藝品不同材料的報價粉末名稱粉末名稱進口價格進口價格(元(元/kg)國內價格國內價格(元(元/kg)鈦合金
38、鈦合金35002200鋁合金鋁合金1000600不銹鋼不銹鋼500300模具鋼模具鋼650400不同類型粉末價格進口和國產對比本章總結本章總結(1)原材料是決定3D打印零部件最終質量、價格的基礎因素;(2)2017年我國3D打印材料市場規模達到29.92億元,同比增長了約40%,占當年整個3D打印行業市場規模的27.6%;預計到2024年將達到164億元;(3)隨著國內技術的不斷突破,金屬原材料的價格正在快速下降,不少金屬原材料的價格大約只有2年前的一半,有利于未來3D打印技術的普及。目錄目錄 ContentContent3D3D打印的概念及其產業鏈打印的概念及其產業鏈3D3D打印原材料打印原
39、材料3D3D打印設備打印設備3D3D打印下游應用打印下游應用3D3D打印設備:目前產業鏈中產值最大的環節打印設備:目前產業鏈中產值最大的環節2222設備是產值最大的環節設備是產值最大的環節 設備環節產值占整個產業鏈產值的40%-50%之間。估計2017年、2018年國內的3D打印裝備市場規模分別為7.5億美元、10.6億美元; Lux Research預測,到2025年,3D打印服務的市場規模將占到整個市場58%左右,而材料和裝備則分別占17%和25%。工業級的工業級的3D3D打印設備占據主流位置打印設備占據主流位置 國內44.1%的企業采購并使用單價在10萬美元以上的3D打印設備,采購使用單
40、價在2500美元以下的3D打印設備的企業僅占16.9%; 國內39.8%的企業擁有光固化3D打印設備,在所有類型中占比最高;SLM-3D打印設備占19.9%,居第二位;其次為FDM,占19.3%。資料來源:前瞻網,鉑力特招股書,3D科學谷等5.96 7.52 10.62024681012我國3D打印設備產值規模(億美元)44.10%20.30%18.70%16.90%10萬美元以上2-10萬美元2500-20000美元2500美元以下39.80%19.30%4.80%19.90%13.90%2.30%光固化(SLA&DLP)材料擠出型(FDM)粘結劑噴射(PolyJet等)選擇性激光燒結SLM
41、選擇性激光融化SLS其他國內44.1%的企業采購并使用單價在10萬美元以上的3D打印設備國內39.8%的企業擁有光固化3D打印設備3D3D打印設備:美國是最大設備存量市場打印設備:美國是最大設備存量市場2323 全球3D打印機出貨量為39.6萬臺,同比增長30.1%; 2017年度全球金屬增材制造裝備的銷售量約為1768臺,同比增長了近80%;銷售額達7.21億美元,均價40.79萬美元; 北美、歐洲和亞太地區這三個地區的3D設備累計裝機量占到了全球的 95%,其中美國占35.9%,中國占10.6%。0%10%20%30%40%50%60%70%80%90%100%05101520253035
42、4045全球3D打印銷售量(萬臺)YoY(%)35.9%10.6%9.3%8.4%4.1%3.7%3.3%3.1%1.8%1.5%1.4%1.3%1.2%1.1%13.3%美國中國大陸日本德國英國韓國意大利法國加拿大中國臺灣俄羅斯土耳其西班牙瑞典其他-40%-20%0%20%40%60%80%100%0200400600800100012001400160018002000全球金屬3D打印機銷售量(臺)YoY服務, 58%裝備, 25%材料, 17%服務裝備材料各地區國家3D打印設備累積裝機量占比預計2025年全球3D打印行業產值中設備將占25%資料來源:鉑力特招股書( 援引Wohlers A
43、ssociates ),Lux research,中商情報網等3D3D打印設備:進口替代大幕已開啟打印設備:進口替代大幕已開啟2424STRATSYSSTRATSYS、3Dsystem3Dsystem是全球龍頭是全球龍頭 2017年,Stratasys在全球3D打印設備領域的市場份為27.2%,連續16年保持第一3D Systems的市場份額為9.8%,位居第二; 中國企業聯泰科技(UnionTech)2017年其在全球的市占率達到3.3%; 純粹的金屬3D打印設備商市占率往往較小。雖然單臺價值較高,但數量上遠低于非金屬3D打印機。聯泰科技在國內市占率最高聯泰科技在國內市占率最高 在國內3D打
44、印設備的存量市場中,有16.4%的企業擁有聯泰科技的3D打印設備,14.8% 的 企 業 擁 有 STRATSYS 的 設 備 ,13.1%的企業擁有EOS的設備,他們是國內3D打印設備品牌保有量中的前三名。資料來源:3D科學谷,鉑力特招股書( 援引Wohlers Associates ),等聯泰, 16.40%惠普, 3.30%EOS, 13.10%華曙, 6.60%鉑力特, 4.90%3D system, 8.20%GE, 9.80%STRATASYS, 14.80%其他, 23.00%聯泰惠普EOS華曙鉑力特3D systemGESTRATASYS其他國內各品牌3D打印設備的保有量Str
45、atasys, 27.20%3D Systems, 9.8%Envisiontec, 8.0%Union Tech, 3.3%HP, 2.5%Desktop Metal, 2.4%DWS, 3.3%Rokit, 2.6%Cariama, 2.4%Others, 35.4%Stratasys3D SystemsEnvisiontecUnion TechHPDesktop MetalDWSRokitCariamaOthers2017年全球主要3D打印企業市場份額-以當年銷售數量計3D3D打印設備:設備價格逐年下降,性價比逐步提升打印設備:設備價格逐年下降,性價比逐步提升2525金屬金屬3D3D打印
46、設備價高,桌面級量大打印設備價高,桌面級量大資料來源:先臨三維招股書等2018年年2017年年2016年年金屬金屬3D打印機打印機292612非金屬非金屬3D打印機打印機18016378桌面打印機桌面打印機2906379330982018年年2017年年2016年年金屬金屬3D打印機打印機107.5123.0128.0非金屬非金屬3D打印機打印機27.435.060.3桌面打印機桌面打印機0.330.340.342018年年2017年年2016年年金屬金屬3D打印機打印機53.13%58.47%63.74%非金屬非金屬3D打印機打印機52.39%55.45%53.81%桌面打印機桌面打印機36
47、.92%34.91%21.23%先臨三維各類3D打印機的銷量(臺)先臨三維各類3D打印機的單價(萬元)先臨三維各類3D打印機的毛利率(%) 2018年先臨三維金屬3D打印機、非金屬3D打印機、桌面打印機的平均單價分別為107.5萬元/臺、27.4萬元/臺、0.33萬元/臺; 銷量上看,2018年,先臨三維桌面打印機銷量高于非金屬3D打印機一個數量級,高于金屬3D打印機兩個數量級。價格逐年下降價格逐年下降 從技術實現的難度來說,金屬3D打印機非金屬3D打印機桌面打印機,這也與各類打印機的毛利率水平相對應; 工業級3D打印機的價格正在快速下降,尤其是非金屬3D打印機更加明顯,我們預計這種趨勢將在未
48、來幾年持續,性價比的逐步提高有利于下游應用的拓展。本章總結本章總結(1)設備是國內3D打印產業中產值最大的環節,目前大約占整個行業總產值的40%-50%;(2)從國內的3D打印市場來看,進口替代的大幕已經拉起,在存量市場上,聯泰、鉑力特、華曙等3家企業的合計占有率已達到27.9%(主要是工業級3D打印機范圍內);(3)從全球來看,美國仍是最大的設備和應用的市場,中國市場正在快速增長;(4)工業級3D打印機的價格正在快速下降,性價比的逐步提高有利于下游應用的拓展桌面打印機目前競爭已比較激烈,市場集中度在短期內仍難以提高工業級3D打印機領域(無論是金屬還是非金屬3D打印機),比較容易在技術、渠道、
49、資本等方面拉開差距。目錄目錄 ContentContent3D3D打印的概念及其產業鏈打印的概念及其產業鏈3D3D打印原材料打印原材料3D3D打印設備打印設備3D3D打印下游應用打印下游應用3D3D打印下游應用:醫療、汽車、航空航天、機械多點開花打印下游應用:醫療、汽車、航空航天、機械多點開花資料來源:鉑力特招股說明書( 援引Wohlers Associates ),前瞻網軍用產品, 16%工業產品, 55%民用產品, 29%2017年國內3D打印產業應用行業占比(%)軍用產品工業產品民用產品工業機械是最大的下游應用領域工業機械是最大的下游應用領域 2017年國內3D打印下游行業中,工業產品占
50、比55%,軍用產品占比16%,民用產品29%; 從更加細分的應用領域來看,工業機械是國內3D打印最大的應用領域,2017年占20%左右,其次分別是航空航天、汽車、消費電子、醫療等; 全球范圍內下游應用占比與國內情況相近,2017年3D打印在工業機械中的應用也占20%左右; 我們認為,目前3D打印技術成本雖然在下降,但仍處于較高水平,因此判斷未來一個時期內,3D打印仍將在高附加值的行業內首先得到發展。工業機械, 20%航空航天, 16.60%汽車, 13.80%消費電子, 13.10%醫療, 12.20%建筑, 3.10%其他, 21.20%2017年國內3D打印產業應用行業占比(%)工業機械航
51、空航天汽車消費電子醫療建筑其他工業機械, 20.0%航空航天, 18.9%汽車領域, 16.0%消費品/電子, 11.7%醫療/牙科, 11.3%學術機構, 7.9%政府/軍隊, 5.1%建筑領域, 1.9%其他, 7.0%2017年全球3D打印產業應用行業占比(%)工業機械航空航天汽車領域消費品/電子醫療/牙科學術機構政府/軍隊建筑領域其他2929 “個性化”為3D打印技術與醫療行業搭建了深度結合的橋梁; 老齡化持續嚴重的進程中,這更為醫療產業的發展、及3D打印技術在醫療領域的應用發展提供了廣闊空間; 3D打印技術可應用與醫學研究、醫療器械制造、醫療用品、專業醫療輔助器械等。資料來源:win
52、d,SmarTech,3D科學谷,南極熊3D打印等3D3D打印下游應用:醫療打印下游應用:醫療0%2%4%6%8%10%12%14%200220042006200820102012201420162018中國65歲以上老人比列(%)3D3D打印在醫療領域具有得天獨厚的優勢打印在醫療領域具有得天獨厚的優勢3D打印在醫療各類應用的發展階段和展望3D打印在醫療中的應用場景舉例3030 近三年全球3D打印在航空航天領域的應用市場規模復合增長率達60.4%,2017年全球3D打印在航空航天領域的應用市場規模達到13.9億美元; 3D打印中的SLM技術、EBM技術、DMLS技術等在航空領域應用較多除了應用
53、于復雜零部件的直接快速制造,3D打印技術還可用于航空航天裝備零部件的快速修復; 3D打印主要集中在鈦合金、鋁鋰合金、超高強度鋼、高溫合金等材料加工方面,這些材料強度高,化學性質穩定,不易成型加工,傳統加工工藝成本高昂。資料來源:3D科學谷,鉑力特招股書,前瞻網,中國產業信息網,wind等0%20%40%60%80%100%120%140%160%180%0246810121416全球3D打印在航空航天領域應用市場規模(億美元)YOY(%)全球全球3D3D打印在航空航天領域規模逐年增長打印在航空航天領域規模逐年增長0%2%4%6%8%10%12%14%16%18%20%0500100015002
54、00025003000201020112012201320142015201620172018中國通用航空器總量(架)增長率(%) 我國飛機制造業基礎一直比較薄弱據統計和預測,2018年我國通用航空器總保有量為2495架,預計到2020年將超過3000架; 近年來我國飛機制造行業取得重大突破,隨著C919客機的下線,未來在中國本土制造的飛機數量有望大大增加,3D打印技術將獲得更廣闊的發展空間。3D3D打印下游應用:航空航天打印下游應用:航空航天飛機制造業有廣闊的潛在市場空間飛機制造業有廣闊的潛在市場空間3D打印高壓壓氣機傳感器外殼和飛機燃油噴嘴3131 近幾年全球3D打印在汽車行業中的應用產值
55、規模穩步增長,2017年總規模達11.7億美元。汽車行業是最早使用3D打印技術的行業之一; 3D打印從最初用于概念模型的打印,再到功能模型的制作,目前正逐步應用于功能部件的制造,甚至于整車的打造; 在汽車零部件開發方面,3D打印技術則完全擺脫了制作模具的繁瑣過程,大大縮短了汽車零部件的研發周期.資料來源:STRATASYS年報,鉑力特招股書,SmarTech,3D科學谷等3D3D打印下游應用:汽車打印下游應用:汽車3D3D打印與汽車工業逐漸走向深度結合打印與汽車工業逐漸走向深度結合0%5%10%15%20%25%30%35%02468101214全球3D打印在汽車領域應用市場規模YOY(%)0
56、%5%10%15%20%25%30%35%020004000600080001000012000產量:汽車 年 萬輛產量:全球:汽車 年 萬輛我國汽車產量占全球比例(%) 汽車及其零部件制造是我國的主導產業之一,隨著近年來我國汽車保有量和產量的快速上升,已成為未來全球汽車行業的最大市場; 2018年全球共產出汽車9563萬輛,其中中國產出2797萬輛,占全球總產量的比例接近30%。我國目前是全球最大的汽車生產國和消費國我國目前是全球最大的汽車生產國和消費國從簡單到復雜,3D打印逐漸滲透到汽車制造3232資料來源:3D科學谷等3D3D打印下游應用:其他行業舉例打印下游應用:其他行業舉例3D打印應
57、用于鞋的制造3D打印應用于模具制造3D打印應用于房屋建造3D打印應用于工藝品的制造本章總結本章總結(1)2017年國內3D打印下游行業中,工業產品占比55%,軍用產品占比16%,民用產品29%。從更加細分的應用領域來看,工業機械是國內3D打印最大的應用領域,2017年占20%左右,其次分別是航空航天、汽車、消費電子、醫療等;(2)我們認為,目前3D打印技術成本雖然在下降,但仍處于較高水平,因此判斷未來一個時期內,3D打印仍將在高附加值的行業內首先得到發展。要點總結要點總結(1 1)什么是)什么是3D3D打?。捍蛴。涸霾闹圃旒夹g又稱為3D打印技術,是以數字模型為基礎,將材料逐層堆積制造出實體物品
58、的新興制造技術,體現了信息網絡技術與先進材料技術、數字制造技術的密切結合,是智能制造的重要組成部分,與傳統的減材制造方式相比,增材制造擁有制造復雜的物品而不增加成本、產品多樣化而不增加成本、無需組裝、零時間交付等眾多優點,尤其適合制造形狀復雜的、定制化的、追求輕量化的零部件。3D打印技術將持續促進并受益于定制化經濟的快速發展。(2 2)3D3D打印行業正在逐步由導入期進入成長期:打印行業正在逐步由導入期進入成長期:經過30多年的發展,3D打印行業已經形成一條比較完成的產業鏈,包括上游的各類原材料、中游的3D打印設備及服務,及航空航天、汽車、醫療、教育等眾多下游應用領域。近年來3D打印行業規模保
59、持高速增長,2018年全球和國內的3D打印產業規模分別達到了96.8億美元、23.6億美元,5年間的復合增速分別達26.1%、49.1%,預計未來幾年仍將快速增長;我們認為,3D打印行業逐漸從行業導入期步入了成長期,國內也出現了鉑力特這樣選對了賽道和模式,盈利能力較強的公司。(3 3)上游原材料,低端充足,高端短缺,國內技術正在不斷突破:)上游原材料,低端充足,高端短缺,國內技術正在不斷突破:原材料是決定3D打印零部件最終質量、價格的基礎因素,國內中低端的原材料供應能力已比較充足,高端原材料供應仍受到一定限制;2017年我國3D打印材料市場規模達到29.92億元,同比增長了約40%,占當年整個
60、3D打印行業市場規模27.6%,預計到2024年將達到164億元。隨著國內技術的不斷突破,各類原材料的價格正在快速下降,不少原材料的價格大約只有2年前的一半。(4 4)中游設備,工業級占主流,進口替代大幕已開啟:)中游設備,工業級占主流,進口替代大幕已開啟:設備是國內3D打印產業中產值最大的環節,目前大約占整個行業總產值的40%-50%;從國內的3D打印市場來看,設備環節的進口替代大幕已經開啟,在存量市場上,聯泰、鉑力特、華曙等3家企業的合計占有率已達到27.9%(主要是工業級3D打印機);從全球來看,美國仍是最大的設備和應用的市場,中國市場正在快速增長預計隨著技術的成熟,工業級3D打印機的價
61、格仍有較大下降空間,性價比的逐步提高有利于下游應用的拓展。桌面打印機目前競爭已比較激烈,市場集中度在短期內難以提升。要點總結要點總結(5 5)下游應用,航空航天、醫療、汽車、機械多點開花:)下游應用,航空航天、醫療、汽車、機械多點開花:3D打印技術已經在軍事、航空航天、醫療、汽車、機械設備制造及消費領域得到了一定的應用。2017年國內3D打印各下游應用中,工業產品占比55%,軍用產品占比16%,民用產品29%,工業級3D打印的應用規模遠遠超過消費級3D打??;我們認為,目前3D打印技術成本雖然在逐步下降,但仍處于較高水平,因此判斷未來一個時期內,3D打印仍將首先在高附加值的行業內得到發展。(6
62、6)國家政策強力支持,行業標準正在逐步完善:)國家政策強力支持,行業標準正在逐步完善:在我國產業升級的背景下,3D打印技術得到國家層面的重視,尤其是2017年12月工信部等12部門印發的增材制造產業發展行動計劃(2017-2020年),為我國的3D打印行業提出了年均增速30%以上、2020年增材制造產業銷售收入超過200億元等目標。此外,3D打印的行業標準正在逐步完善,目前全球增材制造協會主要有兩個標準,ASTM F42和ISO/TC 261,ASTM F42目前已發布29項標準,19項正在制定中;ISO/TC 261已發布9項,25項正在制定中。我國已有5個相關現行標準,另有3個即將發布,1
63、2個在研,覆蓋從上游原材料到下游應用的眾多環節。行業標準的逐步完善,有利于3D打印行業的高質量發展。(7 7)未來)未來3D3D打印將有望深刻改變當前的商業模式,目前打印將有望深刻改變當前的商業模式,目前3D3D打印處于快速成長階段,但在整個制造業當中的打印處于快速成長階段,但在整個制造業當中的占比仍非常小。占比仍非常小。我們認為,3D打印更大范圍的推廣和應用,有賴于原材料和設備價格的進一步的下降,并結合商業模式的創新和開拓。目前國內市場中,3D打印原材料和設備都處于進口替代的過程中,出現了一批技術領先的企業。未來在3D打印這個賽道中,持續的、高質量的、有效的研發將成為從行業競爭中脫穎而出的關
64、鍵??春?D打印技術在附加價值高的航空航天、醫療、汽車、核電等領域的應用。風險提示風險提示(1 1)原材料發展不及預期,限制原材料發展不及預期,限制3D3D打印下游應用的進一步拓展:打印下游應用的進一步拓展:原材料的品種和質量,是3D打印產品最終質量的基礎條件,目前我國高端原材料的供應仍對國外有較大依賴此外,原材料的豐富程度,也決定了3D打印的應用空間,若原材料和裝備的研發進展不及預期,將阻礙3D打印技術的推廣。(2 2)競爭格局惡化的風險:)競爭格局惡化的風險:目前在桌面打印機等一些技術含量比較低的環節,競爭已比較激烈,且短期內難以看到競爭格局好轉的跡象,處于這些環節的企業面臨著被市場淘汰的
65、風險。(3 3)進口替代不及預期的風險:)進口替代不及預期的風險:海外龍頭3D SYSTEM、EOS、STRATASYS等在技術方面仍有一定的領先優勢,若國內企業未能進行有效的研發,或研發進展不及預期,有可能會出現市場份額被海外龍頭搶占的情況。分析師聲明及風險提示:分析師聲明及風險提示:平安證券股份有限公司具備證券投資咨詢業務資格負責撰寫此報告的分析師(一人或多人)就本研究報告確認:本人具有中國證券業協會授予的證券投資咨詢執業資格證券市場是一個風險無時不在的市場您在進行證券交易時存在贏利的可能,也存在虧損的風險請您務必對此有清醒的認識,認真考慮是否進行證券交易市場有風險,投資需謹慎免責條款:免
66、責條款:此報告旨為發給平安證券股份有限公司(以下簡稱“平安證券”)的特定客戶及其他專業人士未經平安證券事先書面明文批準,不得更改或以任何方式傳送、復印或派發此報告的材料、內容及其復印本予任何其它人此報告所載資料的來源及觀點的出處皆被平安證券認為可靠,但平安證券不能擔保其準確性或完整性,報告中的信息或所表達觀點不構成所述證券買賣的出價或詢價,報告內容僅供參考平安證券不對因使用此報告的材料而引致的損失而負上任何責任,除非法律法規有明確規定客戶并不能盡依靠此報告而取代行使獨立判斷平安證券可發出其它與本報告所載資料不一致及有不同結論的報告本報告及該等報告反映編寫分析員的不同設想、見解及分析方法報告所載資料、意見及推測僅反映分析員于發出此報告日期當日的判斷,可隨時更改此報告所指的證券價格、價值及收入可跌可升為免生疑問,此報告所載觀點并不代表平安證券的立場平安證券在法律許可的情況下可能參與此報告所提及的發行商的投資銀行業務或投資其發行的證券平安證券股份有限公司2019版權所有保留一切權利