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1、行業(yè)競爭主要集中在設備制造商之間，工業(yè)級應用市場潛力大
3D打印行業(yè)的競爭主要集中在設備制造企業(yè)之間。3D打印經(jīng)過近40年的發(fā)展，已經(jīng)形成了一條完整的產(chǎn)業(yè)鏈。上游涵蓋 三維掃描設備、三維軟件、原材料類及3D打印設備零部件制造等企業(yè);中游以3D打印設備生產(chǎn)廠商為主，大多亦提供打印服務業(yè)務及原材料供應，在整個產(chǎn)業(yè)鏈中占據(jù)主導地位，3D打印行業(yè)的競爭主要集中在設備制造企業(yè)之間;下游行業(yè)應用已覆蓋航天航空、汽車工業(yè)、船舶制造、能源動力、軌道交通、電子工業(yè)、模具制造、醫(yī)療健康、文化創(chuàng)意、建筑等各領域。根據(jù)應用領域不同，3D打印可分為消費級與工業(yè)級。工業(yè)級增材制造可廣泛運用于傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級和戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展,隨著增材制造技術的逐漸成熟和成本的不斷降低，市場需求和發(fā)展?jié)摿^大。
2、原材料:全球3D打印以非金屬材料為主，我國金屬材料應用規(guī)模將持
續(xù)擴大
預計2024年中國3D打印原材料市場規(guī)模達到66億元。3D打印原材料目前主要可分為金屬材料、無機非金屬材料、有機高分子材料以及生物材料等幾類。其中，主流的粉末床熔融工藝路線相關的3D打印原材料包括金屬粉末材料和高分子粉末材料等。3D打印技術的興起和發(fā)展離不開3D打印材料的發(fā)展，3D打印原材料是影響3D打印產(chǎn)品質(zhì)量的重要因素之一。
全球3D打印材料目前以非金屬材料為主，我國金屬材料是研發(fā)重點。3D打印的每種打印技術使用的材料各有不同，如SLM技術常用金屬材料，SLA通常用光敏樹脂，SLS工藝常用尼龍(PA)粉末，F(xiàn)DM適應于工程塑料等。根據(jù)QYResearch的數(shù)據(jù)顯示，預計2029年全球3D打印金屬粉、尼龍粉末的市場規(guī)模將分別達到15.04/5.37億美元，2022 至2029年間的CAGR分別為17.1%/8.0%。在全球3D打印材料細分市場結構中，依據(jù)Wohler's數(shù)據(jù)，目前以非金屬材料為主，占比超過80%，其中應用最廣泛的為聚合物材料，占3D打印材料市場的比重達59%。目前我國材料結構仍以非金屬為主，與金屬材料大致形成6: 4的格局。我國金屬材料的開發(fā)潛力較大，對于材料技術的更新創(chuàng)造不斷加速，各類復合材料、可降解材料以及更優(yōu)性能的金屬材料是目前研發(fā)的重點方向。
隨著金屬粉末成本下降，金屬3D打印的應用規(guī)模將持續(xù)擴大。目前應用于3D打印的金屬粉末材料主要有鈦合金、高溫合金、鈷鉻合金、不銹鋼和鋁合金材料等。目前國內(nèi)的金屬3D打印材料已基本滿足國產(chǎn)設備及國內(nèi)下游3D打印的需要，設備生產(chǎn)廠商- -般與第三方材料廠商合作研究開發(fā)各類金屬材料熔融工藝,少量3D打印服務的廠商會同時自主生產(chǎn)金屬3D打印材料。金屬3D打印粉末前期價格較高，制約了3D打印的應用拓展，目前航空航天是金屬3D打印技術應用的主要推動者，已經(jīng)具備較大的產(chǎn)業(yè)規(guī)模。根據(jù)永鑫方舟的行研數(shù)據(jù)，以鈦合金TC4為例，2019 年均價在2000元/公斤左右，民用領域通常無法承擔。隨著生產(chǎn)工藝的進步和市場參與者的增多，TC4粉末價格持續(xù)走低，2023 年最新的粉末價格己降到600元/ .公斤，3C領域成為金屬3D打印的另一一個主戰(zhàn)場。根據(jù)QYResearch《3D打印金屬粉全球市場研究報告》顯示，金屬3D打印技術正在逐漸走向批量規(guī)模化應用，若3D打印金屬粉末設備的成本下降50%以上，則應用規(guī)?？赡軙U大10倍甚至100倍。
華曙率先突破贏創(chuàng)尼龍12粉末的長期壟斷，通過價格優(yōu)勢促進SLS應用市場快速擴展。尼龍粉末具有較低的成本和良好的性能，經(jīng)常被用作低強度金屬的替代品，在汽車等領域具有廣泛的應用，能夠滿足制造業(yè)對材料成本和生產(chǎn)效率的要求。在SLS技術路線中，市場上使用及應用領域最廣泛的是贏創(chuàng)(Evonik) 的尼龍12粉末材料。由于技術壁壘高，尼龍12行業(yè)高度集中，目前全球尼龍12的產(chǎn)能主要掌握在贏創(chuàng)、阿珂瑪、艾曼斯、 宇部興產(chǎn)四大巨頭手里，其中贏創(chuàng)合成生產(chǎn)的專用尼龍12粉末材料最適配SLS工藝，與早期的SLS設備制造商3DSystems、EOS等確立了穩(wěn)定的商務關系，形成了贏創(chuàng)PA12粉末材料長期壟斷SLS高分子3D打印市場的局面。根據(jù)WohlersReport2022顯示，2021 年3D打印用尼龍12粉末材料的銷售均價在30-110美元/kg。國內(nèi)方面，華曙高科率先突破了贏創(chuàng)PA12在SLS高分子粉末材料領域的壟斷，成功開發(fā)從原料端全國產(chǎn)化的首款類尼龍12粉末材料FS3200PA,使材料及成品價格顯著降低，并實現(xiàn)規(guī)模化量產(chǎn)，促進了SLS技術應用市場快速擴展。2019-2022H1，華曙高分子粉末材料銷售均價區(qū)間約為110元-800元kg，平均單位成本區(qū)間為40元-600元kg。除了尼龍粉末之外，近年來，行業(yè)內(nèi)出現(xiàn)多種新型高分子3D打印材料的競爭，各類材料在成形質(zhì)量和穩(wěn)定性等方面的表現(xiàn)各有差異。
3、核心零件:激光器和振鏡市場集中度高，核心零件國產(chǎn)替代風靡云蒸
激光器和振鏡等核心零件在3D打印整機設備成本中平均占比約25%-30%。3D打印設備所需核心元器件包括振鏡、激光器等。激光器的主要作用為熔化金屬/高分子粉末使其能夠形成最終零部件，通常金屬設備使用光纖激光器，光纖激光器更為穩(wěn)定、打印精度和效率更高;激光描振鏡是控制激光束偏轉(zhuǎn)及激光光斑位置的裝置，通過打描振鏡的不斷移動，完成整個零部件的截面打印，通常高分子設備使用二氧化碳激光器，在國內(nèi)應用中具有低成本、技術成熟等優(yōu)勢，不過華曙高科在全球范圍內(nèi)率先將光纖激光器突破性用于SLS設備，通過自研的Flight技術，利用高功率光纖激光器替代傳統(tǒng)二氧化碳激光器作為能量源，克服了高分子材料加工中效率低、成形精度較差等缺點，同步降低了生產(chǎn)成本。成本占比方面，鉑力特的激光器和振鏡在各型號設備產(chǎn)品的成本中平均占比約25%，華曙高科的激光器、振鏡等3D打印行業(yè)中的核心零部件，在整機設備中占據(jù)約30%的成本。
振鏡、激光器等核心硬件市場集中度高，光纖激光器國產(chǎn)替代價格優(yōu)勢顯著。3D打印設備的振鏡、激光器等核心硬件多數(shù)采購自美國、德國等，存在依賴進口的情況。進口振鏡、進口激光器在行業(yè)內(nèi)應用歷史較久，性能成熟穩(wěn)定，知名度相對更高，其中，激光器市場基本被通快激光(Trumpf)、IPG、ROFIN等3-4家國外企業(yè)占有，打描振鏡市場則主要被德國Scanlab公司占有;國產(chǎn)振鏡、激光器的技術成熟度相比進口零部件還存在一定的差距。不過，隨著國內(nèi)光纖激光器產(chǎn)業(yè)規(guī)模擴張和技術突破，市場競爭程度加劇，國產(chǎn)激光器在價格.上呈現(xiàn)出較大的優(yōu)勢，在光纖激光器方面，根據(jù)功率不同，國產(chǎn)價格較進口便宜17%-40%不等。
激光器采購成本持續(xù)降低，22 年銳科激光國內(nèi)市占率首超IPG。隨著激光加工技術的迅速發(fā)展，核心部件激光器技術迅速迭代，激光器功率向更高功率發(fā)展，激光器采購成本持續(xù)降低?！?024 中國激光產(chǎn)業(yè)發(fā)展報告》數(shù)據(jù)顯示，2023 年我國光纖激光器市場達到135.9億元，同比增長10.85%，預計到2024年光纖激光器市場銷售收入為145.3億元，同比增長6.9%。國內(nèi)市場方面，銳科激光、創(chuàng)鑫激光、杰普特、大族激光等企業(yè)已占據(jù)行業(yè)前沿。其中，銳科激光在2022年以26.8%的市場份額超越國際對手IPG的26.2%，首居中國光纖激光器榜首，其技術革新與市場策略成效顯著。隨著國內(nèi)激光器企業(yè)綜合實力的增強，預計國產(chǎn)激光器功率和性能將逐步提高，與國際技術的差距進一步縮小，高功率段光纖激光器領域的國內(nèi)外品牌競爭將愈演愈烈，激光設備核心零部件的國產(chǎn)化率也將進一步 提升。
高端振鏡控制系統(tǒng)市場國產(chǎn)化率低，金橙子市占率32%行業(yè)領先。激光振鏡控制系統(tǒng)主要適用于小幅面、精密加工領域，主要適用的激光器功率集中在1.5KW以內(nèi)。經(jīng)過近年來國內(nèi)供應商的快速發(fā)展，在中低端控制系統(tǒng)領域已經(jīng)基本實現(xiàn)國產(chǎn)化;在高端應用領域，目前主要由美國CTI、德國Scaps、德國Scanlab、Raylase 等國際廠商主導。金橙子招股書數(shù)據(jù)顯示，根據(jù)控制系統(tǒng)供應商出貨數(shù)量及高端應用情況測算，2020年我國振鏡控制系統(tǒng)的國產(chǎn)化率約15%。根據(jù)維科網(wǎng)產(chǎn)業(yè)研究中心統(tǒng)計，全國從事激光振鏡生產(chǎn)企業(yè)的數(shù)量從2014年的不到l0家，發(fā)展到2022年的超過20家。在中國激光振鏡控制系統(tǒng)領域，金橙子處于行業(yè)領先地位，2020年市占率達32.29%。在3D打印領域，客戶在SLA和SLM方面都有一-直使用金橙子的控制系統(tǒng)，其數(shù)字振鏡在23年處于樣機交付和客戶前期驗證階段;大族思特是首家研發(fā)成功數(shù)字驅(qū)動板的振鏡企業(yè)，已實現(xiàn)核心部件國產(chǎn)化，專注于中高端市場;金海創(chuàng)專注于光學掃描振鏡及其控制系統(tǒng)的研發(fā)、生產(chǎn)和銷售，產(chǎn)品廣泛應用于多個領域。其他振鏡及控制系統(tǒng)企業(yè)還包括菲鐳泰克、漢邦激光、八思量等，共同推動了國產(chǎn)振鏡的廣泛應用。
相比進口零部件，國產(chǎn)激光器和振鏡成本較低，但長期穩(wěn)定性存在差距。激光器、振鏡數(shù)量越多，激光器功率越高、性能越好，相應成本也越高?？紤]到未來可能存在的貿(mào)易摩擦風險，國內(nèi)3D打印企業(yè)已做好相關核心器件的國產(chǎn)品牌的使用驗證及開發(fā)多國化備用供應商。國產(chǎn)激光器和振鏡的成本整體較低，相對進口產(chǎn)品具有一定的成本優(yōu)勢，但其長期穩(wěn)定性相比進口零部件存在不足。國產(chǎn)激光器與進口激光器在輸出功率、光束質(zhì)量等方面不存在顯著差異，在長期穩(wěn)定性方面，進口激光器在功率衰減、故障率等方面表現(xiàn)優(yōu)于國產(chǎn)激光器;國產(chǎn)振鏡在控制精度和溫漂性能方面和進口振鏡表現(xiàn)接近，但在打描速度和延時時間方面略遜于進口振鏡，在鏡片可承受激光功率方面與進口振鏡存在一定差距。實踐應用中，設備商測試國產(chǎn)激光器的性能己能替代進口，但振鏡受限于精度和長期穩(wěn)定性差異，大多還使用進口振鏡。短期來看,國產(chǎn)激光器替代方案在價格敏感度高的行業(yè)會優(yōu)先推行，如齒科行業(yè)已基本實現(xiàn)國產(chǎn)替代;長期來看，當激光器和振鏡均實現(xiàn)國產(chǎn)替代并能配套使用，整體價格有大幅下降空間時，才能促進有效的全面國產(chǎn)替代。
華曙高科己逐步在部分中小機型設備中使用國產(chǎn)激光器和振鏡。近年來，3D打印設備制造商已積累了一-定的零部件國產(chǎn)替代實踐經(jīng)驗。以華曙高科為例，目前，公司部分民用類小型金屬設備和Flight技術的高分子設備基本采用國產(chǎn)激光器，國產(chǎn)振鏡在民用類小型高分子設備中進行小規(guī)模試用，技術成熟度不斷提升。2019 年到2022Hl，公司向深圳創(chuàng)鑫激光采購激光器，采購價格低于進口激光器，一般用于中小型3D打印設備;公司僅在2020年銷售了3臺采用國產(chǎn)振鏡的設備產(chǎn)品，振鏡國產(chǎn)化尚處于實驗論證過程中。2022Hl，公司在部分售價較高的多激光大型設備中采用國產(chǎn)激光器替代進口激光器,采用國產(chǎn)激光器的產(chǎn)品收入占主營業(yè)務收入的33.60%。通常情況下，采用國產(chǎn)激光器和振鏡具有相對低的成本，而國產(chǎn)售價受到商務因素影響有時高于進口售價，不過較高的售價也拉動了毛利率的提升，尤其在產(chǎn)品銷往境外時，毛利率優(yōu)勢較為顯著