3D打印材料新突破!应用范围广阔 金属增材市场规模将快速增长

2022-08-12 14:05

  至诚财经获悉,近日,麻省理工学院研究人员开发了一种用于3D打印材料的方法,该材料具有可调节的机械性能,可感知自身如何移动以及如何与环境相互作用。研究人员仅使用一种材料并在3D打印机上运行一次即可创建这些传感结构。发表在《科学进展》上的这项技术,有朝一日可用于制造具有嵌入式传感器的柔性机器人,使机器人能够了解自己的姿势和动作。首创证券发布研报指出,目前3D打印技术在下游应用还处于初级阶段,未来随着该技术在制造领域的渗透以及相关产品在实际应用中的验证,金属增材制造市场规模将快速增长。相关标的:大族激光(002008.SZ)、美亚光电(002690.SZ)、华工科技(000988.SZ)、光库科技(300620.SZ)、博迁新材(605376.SH)。

  据介绍,研究人员使用数字光处理3D打印将通道整合到结构中,通过这个过程创建了几个晶格结构,并展示了当结构被挤压和弯曲时,充气通道如何产生清晰的反馈。在这些结果的基础上,他们还将传感器整合到为机动柔性机器人开发的一种新型材料手动剪切拉胀剂(HAS)中。HSA可同时扭曲和拉伸,能够用作柔性机器人执行器。

  此外,研究人员还表示,用连续的类皮肤传感器来感知柔性机器人,一直是该领域的巨大挑战。这种新方法为柔性机器人提供了准确的本体感受能力,并为其通过触摸探索世界打开了大门。

  据悉,3D打印又称增材制造(AdditiveManufacturing,AM),是通过借助于3D打印设备,对数字三维模型进行分层处理,将金属粉末、热塑性材料、树脂等特殊材料一层一层地不断堆积黏结,最终叠加形成一个三维整体。

  3D打印上游主要包括3D打印所需的原材料、3D打印设备所需的软硬件;中游为3D打印设备及服务;下游为打印产品的应用领域,包括航空航天、机械制造、消费电子、汽车行业、医疗行业等。

  3D打印原材料主要分为金属粉末和非金属粉末,不同材料需要不同的打印原理和设备。在高端金属粉末生产领域,世界上仅有美、德、加拿大等少数几个国家具有原创或较深的技术积累,并且这些国家禁止生产高性能球形粉末的生产设备对外销售。首创证券指出,国内参与3D打印金属粉末的企业也有一定的数量,但技术含量不高,主要供给中低端市场。面向航空航天、医疗等对金属粉末品质有严格要求的领域,国内金属3D打印服务商依然要从国外进口大量金属粉末。

  目前欧美市场占比较大,中国市场有增长潜力。

  据《WohlersAssociates2022》,2021年全球增材市场规模达到了152.44亿美元,较2020年增长了19.49%。2015-2021年增材市场规模年复合增长率达到了19.77%。根据SmarTechAnalysis发布的最新增材制造行业数据,3D打印市场在2022Q1第一季度增长到了30亿美元,比去年同期增长了27%。根据Wohlers预测:2025年增材制造收入规模将达到298亿美元,2021-2025年CAGR为18.24%;2030年增材制造收入规模将达到853亿美元,2025-2030年CAGR为23.41%。

  据机构测算,国内增材市场规模在2021年达到了262亿元,较2020年增长了34.1%。据中商产业研究院预测,我国增材市场规模在2024年将达到500亿元,2021-2024年年均复合增速为24.12%。

  全球3D打印市场主要集中在北美、欧洲和亚太三个地区,行业内部设备厂商之间竞争激烈。据铂力特招股说明书援引WohlersReport2018,2018年美、欧、亚三个地区的3D打印设备累计装机量占到了全球的95%,其中北美占据四成,欧洲和亚太地区各占近三成,美国、中国、日本和德国装机量位列前四。

  国内金属3D打印企业主要客户集中于航空航天高端装备领域。航空航天领域客户粘性较大,销售费用率相对较低,盈利能力的绝对值以及稳定性往往能够得到可靠保证,因此大多数国内优质企业主要依托于航空航天领域发展并逐渐拓宽市场。

  业内人士表示,多数国内3D打印企业于2010年后进入高速发展期,目前整体市占率依然较低。随着自有技术和产品的不断进步,国内龙头企业成长较快,已具备一定的市场规模。但相比海外老牌企业,国内企业的整体营收规模相对较小,仍有较大的成长空间。

  中国工程院院士、西安交通大学教授卢秉恒日前表示,在材料、主流工艺与装备、关键零部件、控制软件及各领域工程应用等方面,3D打印已初步形成创新链与产业链;3D打印应用范围极广,未来将大有可为。

  广发证券也表示,中国地区3D打印市场是价值洼地,目前国内产业化不足,高端金属材料紧缺。但随着政策扶持、技术瓶颈攻克和企业间合作加深,中国市场3D打印将取得快速发展。

  相关概念股

  铂力特(688333.SH):公司与关联方西北工业大学、北京正时精控科技有限公司签订3D打印定制化产品及技术服务、配件类购销合同等共计6份,合同金额累计362.27万元。

  光韵达(300227.SZ):目前专注于3D打印在航空领域的应用。通过与客户在3D打印工艺上的持续开发和评测,公司3D打印航空零部件已通过客户的审核认证。2021年公司3D打印业务获得客户批量订单,3D打印航空零部件有望成为公司未来重要的业绩增长点之一。

  中洲特材(300963.SZ):主要产品包括铸造高温耐蚀合金、变形高温耐蚀合金、特种合金焊材、表面堆焊服务四大类。公司2021年在真空气雾化生产3D打印粉末取得突破,高合金3D打印粉末已批量生产并出口海外工业零件及医用材料的3D打印市场。

  大族激光(002008.SZ):聚焦于激光及自动化技术,具备从基础器件、整机设备到工艺解决方案的垂直一体化能力,是全球领先的工业激光加工及自动化整体解决方案服务商。研发生产的医疗领域的3D打印设备主要应用于齿科材料的加工,已实现批量销售。

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