（作者：中泰**、王克、江 南宇報道）
3D列印：一種用於製造零件的增材製造技術，其重點與傳統製造方法不同
3D列印是一種通過逐層堆疊材料直接形成三維複雜結構的數位化製造技術，3D列印在加工小尺寸（50-100mm）、小批量、一流產品方面更具優勢。 與傳統製造方法相比，3D列印的優勢包括：（1）縮短新產品的開發和實現週期;（2）能高效形成更複雜的結構（3）實現整合化、輕量化設計;（4）材料利用率高，3D列印昂貴的金屬材料可節省大量成本;（5）實現優良的機械效能。 3D列印快速凝固成型件內部冶金質量均勻緻密，無其他冶金缺陷同時，快速凝固使材料的內部結構成為精細的子結構，在不失去塑性的情況下，可以大大提高成型零件的強度。 然而，金屬3D列印技術在可加工材料、加工精度、表面粗糙度、加工效率等方面與傳統精密加工技術仍有一定差距。
3D列印40年：從實驗室到工業和大眾
自2024年以來，3D列印行業經歷了4個發展階段。 （1）1980-2024年：非金屬3D列印技術觸發期。 非金屬3D列印核心技術SLA、LOM、FDM誕生，3D System、Stratasys兩大公司相繼成立（2）1992-2024年：非金屬3D列印商用+金屬3D列印技術觸發期，第一台工業級3D印表機問世;（3）2000-2024年：在最初的應用階段，非金屬3D列印爆發式增長。 2024年，第一台桌面3D印表機問世，隨著2024年FDM技術專利到期，桌面印表機從幾萬美元跌到不到1000美元，但桌面3D列印裝置並沒有解決工業使用者的需求（4）2024年至今：一段穩步發展期，金屬3D列印技術成熟。 2013-2024年，SLA等多項關鍵專利到期，2024年12月，SLM選擇性雷射熔化技術到期。
全球3D列印資本市場回顧
自2024年核心專利到期以來，全球3D列印產值快速上公升，但海外龍頭企業營收卻停滯不前，連年虧損。 2014 年後，3D System 通過收購實現的高效能增長難以為繼，專利到期競爭加劇，導致盈利能力下降。 在過去十年中，美國.3D列印指數下降了兩次**，都是由於未達到業績預期。 2012-2024年，美股3D列印指數在政策支援和公司高業績支援下創下新高，市場預期較高，2024年後，隨著公司營收增長停滯和業績虧損，泡沫破滅。 3D System2020Q4業績預告超出預期，疫情後經濟和行業預期驅動指數**後來被證偽，指數**
中國3D列印資本市場回顧
中國3D列印產業的發展節奏與世界大致一致，資本市場經歷了2014-2024年“3D列印泡沫”的擴張和破滅。 自2024年以來，我國3D列印專利數量呈爆炸式增長，2024年2月，《國家增材製造產業發展促進規劃（2015-2024年）》發布，提出行業年均銷售收入增長率超過30%，在政策推動和技術創新下，3D列印行業有望擴大指標**2024年6月， 隨著泡沫的破滅，3D列印指數回歸基本面。
催化劑1：在消費電子鈦合金化趨勢下，3D列印即將大規模產業化
過去，3D列印的痛點是無法量產，而在當前消費電子摺疊屏+鈦合金的趨勢下，3D列印市場空間被釋放。 過去，3D列印並沒有形成大規模的工業應用。 根據Wohlers Associates的資料，2024年全球3D列印產值將達到180億美元，下游前三大分別是航空航天（17%）、醫療（16%）和汽車（15%）2024年我國3D列印產值265億元，主要應用於航空航天、軍工等，尚未形成大規模標準化生產。 3D列印有助於降低鈦合金的製造成本，效能優於傳統數控加工。 由於鈦合金的導熱係數低，傳統數控技術加工鈦合金刀具損耗大，據愛邦高分子介紹，傳統數控加工鈦合金的成品率僅為30-40%。 3D列印技術避免了刀具的切削環節，雷射器和金屬粉末的降價使得3D列印鈦合金的成本逐漸與CNC加工持平。 據Counterpoint稱，Apple Watch Series 6表殼的成本約為132元，3D列印Ultra鈦合金的成本約為109元，在成本方面具有競爭優勢。
催化劑2：國內廠商金屬3D列印技術成熟，具備產業化基礎
3D列印分為金屬3D列印和非金屬3D列印，其中金屬3D列印技術PBF已在工業中得到廣泛應用，DED已形成工業應用。 增材製造工藝分為7大類，不同的技術通常在材料、能源、成型方法等方面存在差異，其中4條路線涉及金屬3D列印、粉末床熔融PBF（包括SLS、SLM、EBM、MJF）和定向能量沉積DED（包括LSF、WAAM）可以製造出符合鍛造標準的金屬零件，是該技術路線的成熟應用。 根據 Wohlers 的 2022 年 SenVol 資料庫，全球 1,026 種金屬增材製造產品中有 94% 是使用 PBF（902 件）和 DED（61 件）技術製造的。
LSF適用於大尺寸部件的高效加工，我國LSF在航空超大型金屬結構件方面已處於世界領先水平。 LSF的加工原理如下：雷射束按照設定的路徑移動，同時粉末噴嘴直接將金屬粉末輸送到固體基板上的熔池中，使其從點到線、從線到面依次凝固，從而完成一層橫截面的列印， 零件是逐層製造的。適用於大型鈦合金等材料零件的一次性整體成型，以及航空、煤炭、電力等重大裝置損壞零件的修復再製造。 LSF技術路線的主要裝置製造商包括美國的Optomec和BLT。
催化劑3：降低金屬3D列印成本
實現3D列印的大規模生產，需要低成本、高效率、產品的一致性和可靠性。
原材料金屬3D列印粉末**持續下降。 以BLT為例，2020-2024年自製金屬3D列印粉末銷售額**同比增長14450,000噸下降到78噸2萬噸，下降46%。 預計未來下降趨勢將持續。
裝備**掉落。 雷射器國產化推進，零部件單價呈下降趨勢，使得器件側裝置單價呈下降趨勢。
效率提公升。 2024年，BLT發布了BLT-A400、BLT-S400、BLT-S450的多雷射器配置方案，從裝置雷射器數量、粉體迴圈系統、配套軟體等方面提公升了裝置的生產效率和穩定性，為“降本、提質、增效”的工業領域提供優質的量產解決方案。
在金屬3D列印產業鏈中，中游裝置製造商佔據主導地位
金屬3D列印產業鏈分為上游原材料和裝置零部件、中游裝置製造商和列印服務提供商、下游產品應用，其中中游裝置製造商的產值最大。 上游：原料為金屬粉末;三維建模軟體包括裝置控制、資料處理、模型分割三大類核心硬體是雷射和振鏡系統輔助裝置主要是掃瞄器。 中游：根據金屬3D列印製造工藝，裝置包括金屬3D列印裝置，以及熱處理、研磨、拋光、噴砂等後處理裝置。 下游：3D列印行業的各個應用領域，主要是航空航天、醫療和成型。
上游：原材料國產替代流程順暢，核心零部件國產替代空間大
目前，我國增材製造材料已基本完成國產替代。 根據中國增材製造產業聯盟2024年對50家規模以上企業的調查結果，2024年中國增材製造原材料規模以上50家企業產值為14家7億元，其中以高溫合金、鈦合金、鋁合金為主的金屬材料年產量約700噸，營收55億元，佔比37%。 國內主要的增材製造原材料供應商有中航邁特、BLT、華數高科等。
金屬3D列印裝置的核心部件雷射器和振鏡的國內替代程序緩慢。 華數高科2024年進口69臺雷射器9%，進口雷射器為IPG，部分為國產;進口振鏡佔99臺13%。2024年，我國振鏡控制系統國產化率在15%左右，低端振鏡控制系統已基本國產化，但在3D列印等高階應用領域仍由德國SCAPS、德國Scanlab等國際廠商主導。
中游：3D列印裝置是產業鏈中最有價值的一環
全球3D列印裝置產業格局相對分散，我國金屬3D列印裝置製造商的收入規模與國外龍頭企業仍有一定差距。 金屬3D列印裝置以工業級為主，廠商包括美國的3D Systems、德國的EOS，國內廠商包括BLT、華數高科、鑫晶禾、易佳3D、漢邦科技等。 非金屬3D列印裝置既包括工業級桌面級，也包括消費級桌面級，通常價值和毛利率低於金屬裝置，但出貨量和公司整體營收較高，代表公司有Stratasys、美國的3D Systems、比利時的Materialise、中國的創翔3D（消費級桌面級）等公司。
下游：航空航天、建模、**和醫療
全球3D列印下游相對分散，中國3D列印下游航空航天佔比58%。 由於海外非金屬材料基礎研究的深入，非金屬3D列印應用較多，因此下游廣泛分布在航空航天、醫藥、汽車等領域。 我國工業級3D列印下游約6%用於航空航天，因為金屬3D列印更適合高精度、輕量化、高質量、整合化等行業，而航空航天的需求彈性相對較小，功能敏感度較高，因此成為我國3D列印需求最早的場景。
消費電子新3D列印空間測量 - 結論
短期來看，新的3D列印市場空間為iPhone>Apple Watch>摺疊手機軸蓋，其中3D列印裝置24年新市場突破100億。 根據我們的計算，假設2024年3D列印在摺疊屏軸蓋、表殼、iPhone中框的滲透率分別為10%、25%、10%，新建3D列印裝置的空間為16/10.4117億美元。
從中長期來看，3D列印在整個消費電子行業的滲透率極低，增長空間巨大。 根據 Statista 和 Wohlers 的資料，2022 年全球消費電子市場規模約為 101萬億美元，全球消費電子領域3D列印市場規模為2127億美元，滲透率僅為0左右21%，未來，隨著鈦合金的廣泛使用和領先廠商的示範效應，3D列印應用仍有巨大空間。
摺疊屏手機軸蓋計算：3D列印穿透率為10%對應裝置空間16億元
摺疊手機鉸鏈軸蓋：根據我們的測算，當摺疊屏手機鉸鏈軸蓋的3D列印滲透率為10%時，與3D列印產品的市場空間相對應3億元，3D列印裝置1臺6億元從長遠來看，當3D列印的滲透率為40%時，對應3D列印產品的市場空間193億元，3D列印裝置空間3個2億元。
關鍵假設：假設摺疊屏鉸鏈中的3D列印部件從榮耀Magic V2擴充套件到更多產品，滲透率逐年從5%提公升到40%借助 Counterpoint**，全球摺疊屏手機出貨量將從 1860 萬部增加到 1 部2億台;單機鈦合金粉末用量為10g;3D列印原材料、裝置、振鏡、雷射器**呈下降趨勢。
iPhone鈦合金中框計算：3D列印滲透率10%對應117億元裝置空間
iPhone鈦合金框架：根據我們的計算，當iPhone的3D列印滲透率為10%時，對應的3D列印產品價值為74億元，3D列印裝置空間為117億元從長遠來看，當3D列印的滲透率為40%時，3D列印產品對應的市場空間為171億元，3D列印裝置的空間為21億元。
關鍵假設：根據 IDC 的資料，假設 iPhone 全球出貨量22億台，單機鈦合金粉末用量為35g，材料、雷射器、振鏡單價下降。
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專題報告**：未來的智庫]。