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3D打印技术全接触
发布时间:2013-07-16  来源:中金在线 

  全球3D打印行业重回高增长,中国市场潜力巨大

  全球3D打印行业未来5-10年仍将保持年均20%以上的增长

  2012年,全球3D打印行业总产值约为22亿美元,同比增长28%。回顾历史,3D打印行业在上世纪90年代初曾经出现过每年40%以上的高速增长,但随后增速逐步趋于平缓;21世纪的前十年(2000-2009年),全球3D打印行业的年均复合增长率仅为7.76%,互联网泡沫后的2001-2002年,以及金融危机后的2009年,3D打印行业甚至出现了负增长;但是从2010年开始,随着3D打印技术的进步以及个人需求的爆发,3D打印行业再次进入快速成长期,最近三年(2010-2012)的年均复合增长率超过27%。

  最近三年,3D打印行业增速的加快在公司层面也得到了印证,全球3D打印行业龙头公司(3D Systems和Stratasys)的收入增速在2010年之后均出现了明显提高。

  据Wohlers Associates预测,未来5-10年,3D打印行业仍将以年均20%以上的速度增长,至2021年全行业实现产值将达到108亿美元。联合国世界知识产权组织负责人格里则表示,2010年以来的高增长将得以延续,2015年全球3D打印行业总产值有望达到37亿美元,年均增速28%以上。

  中国3D打印产业潜力巨大,2015年有望达到百亿市场规模

  中国的3D打印技术尽管在某些特定领域(如大型钛合金结构件激光快速成型)取得了国际领先地位,但整体而言和美国仍有较大差距。从3D打印设备的生产数量来看,截至2011年底,全球累计销售了4.9万台专业3D打印机,其中近四分之三为美国制造,而中国制造的3D打印设备仅占3.6%;从3D打印设备的保有量来看,美国仍以将近40%的占比遥遥领先,德国和日本也分别占有近10%的份额,而中国的占比仍不足9%。

  中国的3D打印产业尚处于发展的初级阶段,仍存在部分核心技术与材料依赖进口、产业资源“小而散”、产业化程度不高等问题。但作为全球制造业第一大国和人口第一大国,不论是工业应用还是个人消费,其增长潜力都得到了国内外专家与企业界的一致认可。英国增材制造联盟主席GrahamTromas表示,3至5年内中国有潜力成为世界最大的3D打印市场。中国3D打印技术产业联盟秘书长罗军最近也在“2013世界3D打印技术产业大会”上表示,中国有潜力成为全球最大的3D打印市场,未来3-5年有望以每年至少一倍的速度增长,2015年中国3D打印产业的市场规模将达到100亿元左右。

    关注实质性3D打印受益股

  3D打印概念股

  目前A股上市公司中,有3D打印概念的有20多家;万德资讯中3D打印板块就有22只成员股。但严格意义上来说,目前A股市场没有任何一家上市公司真正从事3D打印业务,多以子公司参股或联合科研机构成立实验室;中国3D打印技术产业联盟成员单位中,上市公司所占比例也非常小。我们把目前市场上广泛流传的3D打印概念股分成三类:公司澄清不从事3D打印相关业务的,如华中数控、光韵达(后来又公告对3D打印关注和研究);和3D打印相关、市场臆想将来可能从事3D打印相关业务、公司未明确说明的,如“3D打印材料”相关概念的宏昌电子、银禧科技、深圳惠程、中利科技等,“激光设备”相关的大族激光、大恒科技、福晶科技、华工科技、苏大维格等;公司定期报告或专门公告从事3D打印相关产品研发、项目投资的,如银邦股份、海源机械、机器人、中航重机、南风股份等。

  从二级市场来看,3D打印概念股都表现不错。我们选取去年12月份附近最低股价和今年以来最高股价进行测算,公告真正参与3D打印的中航重机最高涨幅240.97%排名第一、为绝对的3D打印概念股龙头,高乐股份涨幅也超过200%,还有海源机械、金运激光和江南嘉捷涨幅超过100%;而去年8月澄清公告中说明“最近一年不会开展3D打印技术这方面的产品和服务”的光韵达最大涨幅也超过200%、仅次于中航重机,未明确说明参与3D打印业务的大族激光、苏大维格最大涨幅也超过100%。

  建议关注短期真正受益3D打印上市公司

  在定期报告、专门澄清或说明公告中列示从事3D打印相关产品和服务研发、项目投资的上市公司中,研发、产品开发进度也有较大差别。光韵达在今年的5月23日说明公告中指出,“一直密切关注各类激光应用技术的发展趋势,对3D打印技术也有进行关注和相关研究”,“但本公司目前并未开展3D打印技术方面的产品和服务”,只是关注和研究;江南嘉捷、东方铁塔也是今年上半年才和相关方签署合作协议,产品研制即将或刚刚开始,高乐股份5月公告计划投资4000万元设立深圳分公司、发展3D打印个性化服务等;而银邦股份、南风股份去年8月份就成立了相关的子公司、有专门的项目投资规划等,海源机械去年12月签署合作协议、今年购买3D打印设备进行研发、6月份成立子公司并接受样机订货,机器人和中航重机早在2011年就有产品突破、项目研发更早。

  从介入3D打印产业链的位置来看,银邦股份、海源机械主要介入上游3D打印材料领域,机器人、江南嘉捷等主要介入中游3D打印机领域,中航重机、南风股份、东方铁塔和高乐股份等介入下游的3D打印服务领域。当然,这只是从目前的公开资料进行分析和判断得出;实际上,未来这些上市公司完全可以根据市场情况和公司的实际产品研发进度考虑,进行产业链的上下游拓展。我们认为,从行业容量来看,未来3D打印行业上游材料和下游服务的空间较大、中游3D打印机的需求空间相对较小。

  我们建议重点关注实质性从事3D打印相关产品制造和服务、短期会带来收益的5家上市公司:银邦股份、海源机械、机器人、中航重机和南风股份。

  银邦股份 (300337 ,,,):飞尔康成立3D打印轻金属研发中心

  2012年8月15日,公司针对市场传闻发布澄清公告。公司于2012年8月15日与无锡安迪利捷贸易有限公司签订了《关于合资成立飞而康快速制造科技有限责任公司的框架协议》,无锡安迪利捷贸易有限公司实际控制人为吴鑫华(详细情况参考附录)。飞而康快速制造科技有限责任公司于2012年8月30日取得《企业法人营业执照》,注册资本5000万元、实收资本1000万元,银邦股份投资2250万元、占45%,无锡安迪利捷贸易有限公司投资2750万元、占55%,主要经营高密度、高精度粉末冶金零件、粉末材料、医疗器械零部件、各类新材料与复杂部件的研发、生产、销售、技术服务和咨询;飞而康主营业务中仅有部分产品涉及激光快速成型技术。

  飞而康产品采用选择性激光烧结成型技术,是金属3D打印技术中的一种。飞而康预计投资额为1亿元,进口了两台德国EOS高精度3D打印设备,一台已实现正常运转、另外一台预计也将交付使用,目前处于比较早期的阶段,预计2013年产能增长不会太多、2014年会产生效益贡献投资收益。根据市场交流的信息,飞而康公司生产的3D打印粉末目前基本用于自供、主要营收来源是为外界其他3D打印服务(为客户打印成品);与传统工艺相比,3D打印制造的产品不仅耗时短、还能对产品结构进一步优化、客户反响较好,未来根据需求情况还将增加设备规模。2012年,飞而康快速制造实现营业收入14.2万元、净利润446.43万元;2013年前5个月,飞而康实现销售收入9.36万元,净利润-107.43万元。

  2013年6月14日,公司公告中澳轻金属联合研究中心(3D打印)成立。2013年6月9日,中国科技部国际合作司与澳大利亚驻华大使馆在公司参股公司飞而康快速制造科技有限责任公司共同为“中澳轻金属联合研究中心(3D打印)”揭牌,宣告中澳轻金属联合研究中心(3D打印)的正式成立。中澳轻金属联合研究中心(3D打印)为中国副总理刘延东与澳大利亚总理吉拉德共同出席澳大利亚政府举行的中澳建交40周年活动时,续签《关于科学与技术合作的谅解备忘录》的内容之一。此研究中心的挂牌得到了中国和澳大利亚双方科技部的大力支持;研究中心汇集了中澳轻合金研究和开发的知名专家和学者,为轻合金研发搭建了更高层次的创新发展平台,持续深化双方在金属3D打印领域的设计研究工作,建立新一代轻合金材料及添加材料制造技术的方法和工艺,将有力的推动轻金属的持续发展。

  海源机械 (002529 ,,,):两款3D打印机接受客户预订

  2012年12月24日,公司和与昆山永年签订了《建立“海源3D打印制造实验室”合作意向书》,合作内容主要包括公司出资,昆山永年设计并制作3D打印试验平台、并提供技术支持与培训等。签订《意向书》主要目的是开展复合材料、陶瓷、硅酸盐等材料3D打印制造工艺技术的研究。

  2013年3月7日,海源机械与昆山永年先进制造技术有限公司、江苏永年激光成形技术有限公司签订了《3D打印成形平台购销合同》,合同总金额为241万元,最终交货时间为收到预付款之日起5个月、调试周期为3个月。合同的签订和履行,将启动公司建立“3D打印制造实验室”所需的硬件平台建设和相关人员培训,购买的设备顺利交付并投入使用后,公司将具备开展复合材料、陶瓷、硅酸盐等材料3D打印制造工艺技术研究的基础条件,并加快推进公司“3D打印制造实验室”的顺利建成及投入运转。

  昆山永年先进制造技术有限公司成立日期2012年3月28日,法定代表人颜永年(详细情况参考附录),注册资本100万元,经营范围包括先进制造技术与重型装备、工业机器人、微滴技术、激光加工技术、激光成形技术、机械预应力技术与装备、快速制造和快速成形技术与装备等;江苏永年激光成形技术有限公司成立日期2012年12月13日,法定代表人颜永年,注册资本2,500万元,经营范围包括3D打印技术、激光成形技术、电子束成形技术、工业机器人技术等;昆山永年持有江苏永年60%的股权。

  2013年6月14日,第二届董事会第二十一次会议审议通过了《关于投资设立参股子公司福建海源三维打印高科技有限公司以及涉及关联交易的议案》。为推动公司在该技术上的工艺研究及应用,拟与福州昌晖自动化系统有限公司、高群、林晓耕、雷远彪、张益晗等五方签订《关于合资成立福建海源三维打印高科技有限公司的协议》。公司拟使用自有资金出资450万元,占其总股本的45%;技术和管理团队成员高群、林晓耕、雷远彪、张益晗等四方出资总额为510万元、占51%控股地位,先以102万现金出资、其余以其共同拥有的专利与非专利技术的知识产权作为出资。

  在2013年6月18日召开的第十一届中国海峡项目成果交易会上,公司及海源三维打印公司联合展出今年5月份研制出的两款工业用和家庭用3D打印机样机,并就有关3D打印机业务与意向客户进行了沟通交流,海源三维打印公司已接到个别个人客户的家庭用3D打印机口头意向订单。本次展示的HY-FDM695打印机是福建首台超大型工业级3D打印机、单台售价为25.8万元,另一款家用3D打印机、单价为0.98万元。

  机器人 (300024 ,,,):激光快速成型系统实现销售

  2013年1月25日,公司发布“关于激光快速成型系统(3D打印)业务说明的公告”,自2002年开始接触快速成型技术,且在汽车零部件的逆向工程中有成熟的应用。经过长期的经验积累,公司基本掌握快速成型技术的原理,并应用快速成型技术对第一代自有品牌机器人的产品进行外观设计和评估。2007年公司高功率激光装备业务取得了突破,公司掌握了激光熔覆关键技术,将业务范围成功开拓到激光再制造领域。2011年底,公司完成激光快速成型系统中数控机床的设计工作,并对数控机床的运动系统、数控控制系统进行开发;在加工工艺方面,对熔覆质量、保护气体及保护方法等进行研究。截至2012年三季度末,激光熔覆、激光切割、激光加工、激光打标及激光显示业务的快速发展丰富激光产业链,公司依托激光加工工艺技术的优势,保持激光发展前沿技术开发,成功研制出激光快速成型设备,该设备成本较高,主要应用于航空航天、船舶等高端装备制造领域。

  目前,公司已拥有一般激光3D成型技术(即激光3D打印机技术,成型的零件用于新产品外观验证、设计验证、功能验证、新产品样件、工程分析等)及国际领先的激光快速直接成型制造技术(即直接或间接制造具有完全使用功能的零件),且在激光器、加工头、保护气氛、在线检测、分层软件、分层分析、送粉控制、成型后处理、过程监控等各个环节拥有自己的核心技术。公司已经成功地为航空航天领域的多个主承力构件、发动机叶片项目提供激光快速成型设备。截至2012年底,公司激光快速成型系统及相关业务的合同累计金额达到5000万元以上,预计2012年度将确认收入2100万元。

  中航重机 (600765 ,,,):激光快速成型技术产业化正常推进

  2010年10月8日,公司第四届董事会第六次临时会议审议通过了《关于投资激光快速成形项目的议案》,同意公司与中航投资、沈阳万家利车轮制造有限公司三家公司以现金或实物资产出资组建中航沈阳先进制造有限公司;2010年12月20日,经沈阳市工商局注册登记,中航(沈阳)高新科技有限公司成立,注册资本15,295万元,公司以现金出资5,000万(32.69%)、中航投资以现金出资3,000万(19.61%)、万家利以厂房土地等实物和无形资产出资7,295万(47.7%)。中航投资是公司的关联方,公司持有中航高新32.69%股权,行使实际控制人权利。

  2011年7月18日,第四届董事会第十二次临时会议审议通过《关于公司与控股子公司中航(沈阳)高新科技有限公司对外投资设立激光项目公司暨关联交易的议案》,同意公司与控股子公司中航(沈阳)高新科技有限公司、北京北航资产经营有限公司、王华明及其研发团队、中航投资控股有限公司及北京工业发展投资管理有限公司共同投资成立中航激光成形制造有限公司。2011年12月,经北京市工商行政管理局核准,中航激光领取了营业执照,完成了工商注册登记手续。中航激光名称确定为中航天地激光科技有限公司,注册资本10000万元,其中中航高新持股31%、公司持股20%、北航资产持股10%、王华明(详细情况见附注)及团队持股30%(王华明个人25%)、中航投资持股5%、北京工业投资持股4%。中航激光为公司的控股孙公司。

  按照当初规划,“激光快速成形项目”注册资本金为1.54亿元,科研费拨款为1亿元,无银行贷款;项目2012年投产,预计2012-2015各年营业收入为1.74亿元、2.32亿元、2.9亿元、5.8亿元,2020年预计营业收入为23亿元,2025年预计营业收入为40亿元。按照公司2012年披露的年报,中航天地激光科技有限公司成了管理团队组建、关键岗位招聘等基础工作,项目一期厂房代建工作即将完成,军品生产资质、北航无形资产出资等关键工作正常推进;2012年实现营业收入437万元;实现利润总额15万元;实现净利润8万元。

  2013年1月18日,公司公告,王华明教授由于钛合金大型复杂整体构件激光成形技术研究的卓越成就获得了2012年度国家技术发明奖一等奖,并于今日在人民大会堂接受了颁奖。该奖项既是对王华明教授本人科学成就的高度褒奖,也是从国家层面对公司控股公司中航天地激光科技有限公司拥有的激光快速成形这项创新型工艺技术的充分肯定。

  中航投资 (600705 ,,,)的股东为中国航空工业集团公司,是公司的关联方,直接持有中航激光5%股权,间接通过参股公司中航高新(参股19.61%)持股中航激光31%股权。2013年6月21日,中航投资公告:为推进激光快速成形技术的产业化进程,单方面增资1011.68万元,其中1000万元计入注册资本金、11.68万元计入资本公积金。本次增资完成后,中航投资有限直接持有天地激光的13.74%股权,并间接持有天地激光5.53%的股权(按照持股比例套算),合计持有天地激光19.16%的股权。

  南风股份 (300004 ,,,):重型金属构件电熔精密成型技术正在研发

  2012年8月24日,南风股份第二届董事会第八次会议审议通过了《关于控股子公司<重型金属构件电熔精密成型技术产业化项目可行性分析报告>及对其投资的议案》。南风股份控股子公司——佛山市南海南方风机研究所有限公司(后改名为“佛山市南方增材精密重工有限公司”,王华明持股31%)为进一步增强南方风机研究所在新材料、新技术和新工艺方面的整体实力,提升企业品牌及市场竞争能力,南方风机研究所决定投资“重型金属构件电熔精密成型技术产业化项目”。项目将以国家核电、火电、化工、船舶等重大工业装备制造领域的蓬勃发展为契机,重点研究和开发重型金属构件制造新技术和产品。项目总投资为16,760万元,由公司自筹资金;建设期2年,第一年产能按正常产能的40%计算,生产运行期第二年产能按正常产能的80%计算,生产运行期第3年产能达到正常生产产能的100%,正常每年生产电熔精密成型重型金属构件产品约3,500吨,预计正常生产实现年销售收入5亿元、净利润1.217亿元。

  公司2012年报披露,控股子公司佛山市南方增材精密重工有限公司实施的“重型金属构件电熔精密成型技术产业化项目”正在按计划分步骤、分阶段地进行,经过研发团队的大量前期研究,在项目工程化关键技术上已经取得了一定的突破性进展,完成了直径大于2m、重量超过10吨的低合金钢重型构件缩比件的电熔精密成型制造,掌握并完成了重型金属构件批量产业化大型成套装备系统的设计和优化。2012年,南方增材实现营业收入41.4万元、净利润-67.25万元。

  2013年5月22日,公司就控股子公司的“重型金属构件电熔精密成型技术产业化项目”说明如下:公司控股子公司佛山市南方增材精密重工有限公司正在实施的“重型金属构件电熔精密成型技术产业化项目”处于研发阶段。由于该项目技术含量高,产业化实施存在不确定性,预计对2013年业绩不会产生重大影响。

  重点公司投资建议和评级

  根据我们的研究覆盖和行业划分,3D打印概念股我们重点推荐机器人和中航重机。

主要技术 原理 使用材料 特点 主要应用领域
SLA 立体光固化成型 用特定波长与强度的“光”聚焦到“光固化材料”表面,完成单层材料的图形化。 液态光敏树脂,例如PI. 成形速度较快,精度相对较高,外形表面非常好。 制造多种模具、模型;代替熔模精密铸造中的蜡模;一般主要用于原型设计验证方面。
FDM 容积成型 将丝状材料通过加热器的挤压头熔化成液体,微喷头作x-y平面运动,将熔融的材料涂覆在成型的“作品”上,冷却后完成一层图形制作。 丝状材料(石蜡、金属、工程塑料、低熔点合金丝);桌面级3D打印机主要以ABS和PLA为材料。 使用、维护简单,成本较低,速度快,复杂程度原型仅需要几个小时即可成型。 塑料件、铸造用蜡模、样件或模型。
LOM 分层实体制造 激光切割系统按照计算机提取的横截面轮廓线数据,将背面涂有热熔胶的薄材用激光切割出工件的内外轮廓。切割完一层后,送料机构将新的一层纸叠加上去,利用粘压装置将已切割层粘合在一起。 纸、金属箔、塑料膜、陶瓷膜及涂敷有热敏胶的纤维纸等。 工作可靠,模型支撑性好,成本低,效率高。 快速制造新产品样件、模型或铸造用木模。
3DP 三维粉末粘接 先铺一层粉末,然后使用喷嘴将粘合剂喷在需要成型的区域,让材料粉末粘接,形成零件截面,然后不断重复铺粉、喷涂、粘接的过程,层层叠加,获得最终工件。 粉末材料,如陶瓷粉末、金属粉末、塑料粉末等。 成型速度快、无需支撑结构,而且能够输出彩色打印产品,目前其他技术比较难以实现。 主要应用在专业领域,桌面级别项目尚需观察。
SLS 选择性激光烧结 先铺一层粉末材料,控制激光束有选择地进行烧结,使粉末材料温度升至熔化点,被烧结部分便固化形成图形,接着不断重复铺粉、烧结的过程,直至完成整个模型成型。 金属粉末材料(Ni基合金混铜粉、Ti、Fe、Cu粉末) . 成品精度好、强度相对较高,最主要的优势在于金属成品的制作。 高端制造领域,样件进行功能试验或装配模拟。
公告实质参与 低点 高点 最大涨幅 臆想级和不涉及 低点 高点 最大涨幅
中航重机 5.76 19.64 240.97% 大族激光 6.43 15.03 133.75%
高乐股份 3 9.11 203.67% 苏大维格 22.61 52.54 132.38%
海源机械 6.57 16 143.53% 华工科技 4.22 8.32 97.16%
金运激光 10.35 23.5 127.05% 大恒科技 4.54 8.95 97.14%
江南嘉捷 4.48 8.98 100.45% 宏昌电子 4.98 9.64 93.57%
南风股份 13.43 26.43 96.80% 中利科技 8.94 16.09 79.98%
机器人 21.68 41.6 91.88% 深圳惠程 5.87 10.43 77.68%
昆明机床 3.83 7.1 85.38% 福晶科技 4.87 7.89 62.01%
秦川发展 4.41 7.48 69.61% 银禧科技 4.87 7.19 47.64%
银邦股份 16.91 28.3 67.36% 光韵达 5.79 18.97 227.63%
东方铁塔 10.41 16.78 61.19% 华中数控 10.11 15.87 56.97%
上市公司 产业链位置 3D打印具体产品 3D打印业务实施主体 3D打印业务订单、收入及规划 产学研合作对象
银邦股份 上游和下游:3D打印金属材料(冶金粉末)、3D打印服务 高密度、高精度粉末冶金零件、粉末材料、医疗器械零部件等 飞而康快速制造科技有限责任公司(45%) 2012年飞而康实现收入14.1981万元、净利润446.4261万元 英国伯明翰大学教授、澳大利亚国家轻合金研究中心主任吴鑫华教授(女)
机器人 中游:3D打印机 激光快速成型系统(3D打印) 激光事业部 2012年底订单超5000万元 中科院沈阳自动化所
昆明机床/秦川发展 中游:3D打印机 激光快速成型设备等 陕西恒通智能机器有限公司 没有。涉及的产品技术比较多,快速制造仅是其多项业务中的一项 快速制造国家工程研究中心主任卢秉恒院士
中航重机/中航投资 下游:3D打印服务 用于军工航天的钛合金等高端金属结构件 中航天地激光科技有限公司 2015年达到5.8亿元规模,占公司2011年销售收入的11% 王华明及其研发团队
南风股份 下游:3D打印服务 电熔精密成型重型金属构件 佛山市南方增材精密重工有限公司 2015年可实现5亿元以上的收入,占公司2011年销售收入的111% 王华明及其研发团队
海源机械 上游:3D打印非金属材料 复合材料、陶瓷、硅酸盐等3D打印材料 3D打印制造实验室(筹)、福建海源(45%)   “中国3D打印第一人”清华大学颜永年教授(退休)、高群等
江南嘉捷 中游:3D打印机   苏州江南创意机电技术研究所有限公司   西安交通大学苏州研究院
东方铁塔 下游:金属3D打印产品 金属、3D打印产品     西安交通大学快速制造国家工程研究中心
高乐股份 下游:3D打印服务 3D打印个性化定制、网络销售及手游产品 深圳分公司    
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