20230330-川财证券-科技制造行业2023年智能制造系列增材制造之2_金属3D打印应用加速落地推动产业发展_4D打印拓展增材制造内涵_22页_1mb

金属3D打印应用加速落地推动产业发展，4D打印拓展增材制造内涵

核心内容

本报告分析了增材制造技术的发展现状、主流技术、未来趋势及应用领域，并探讨了4D打印技术如何拓展增材制造的内涵。报告指出，3D打印作为增材制造的代表技术，正在推动制造模式的创新与演进，而4D打印则在智能材料与外界刺激的结合下，实现了动态结构制造，具有广阔的应用前景。

主要观点

• 增材制造的定义：增材制造（AM）是一种基于数字化模型的逐层堆积制造技术，融合了数字造型、机电控制、材料化学等多项现代科技，是智能制造体系的重要组成部分。
• 增材制造的优势：与传统减材制造相比，增材制造具有材料节约、工序简化、周期缩短等优势，尤其适合小批量生产及复杂结构件制造。
• 3D打印技术发展：3D打印技术经历了从快速原型制造到金属直接增材制造的转变，当前已涵盖多种主流工艺，如SLA、LOM、FDM、SLS、SLM、LENS、WAAM等，其中金属增材制造发展迅速，已成为主流。
• 4D打印的拓展：4D打印是在3D打印基础上引入时间维度，使打印结构能响应外界刺激而发生形状、性能或功能的变化，是增材制造技术的重要发展方向。
• 制造模式的创新：3D打印推动了从集中制造向分布式制造的转变，支持个性化定制和全价值链协作，未来将向“4D打印”乃至“5D打印”演进。
• 应用领域广泛：增材制造技术已广泛应用于生物医学、建筑、车辆、服装、电子等多个领域，具有显著的创新潜力。

关键信息

增材制造技术分类

1. 快速原型制造技术：包括SLA、LOM、FDM、SLS、3DP等，适用于原型制造。
2. 金属直接增材制造技术：包括SLM、LENS、EBSM、WAAM等，适用于金属产品制造。

主流增材制造工艺类型

4D打印技术特点

• 定义：4D打印是3D打印在三维基础上增加时间维度，使打印结构能够响应外界刺激（如温度、光、pH值等）而改变形状或功能。
• 材料：使用智能材料，如形状记忆聚合物（SMP）、液晶弹性体（LCE）、水凝胶（SMH）等。
• 应用：在智能器械、生物医疗、自动折纸结构、传感器等领域具有广泛前景。
• 发展趋势：从概念向实际应用演进，未来可能发展为“5D打印”、“6D打印”。

国内发展现状

• 中国在3D打印技术方面取得显著进展，尤其在金属增材制造领域。
• 国内企业如清华大学、华中科技大学、西安交通大学等在技术研究与应用方面具有国际影响力。
• 国内增材制造技术与国际先进水平仍存在差距，尤其在材料研发、工艺优化和规模化生产方面。

风险提示

1. 宏观经济波动：机械设备行业受宏观经济影响较大，若经济形势恶化，市场需求可能下降。
2. 产业政策效果低于预期：如数字化、双碳目标、内循环等政策若执行不力，可能影响行业发展。
3. 原材料价格波动：由于环保政策和供需变化，原材料价格可能上涨，影响制造成本。
4. 市场风格变化：市场热点变化可能影响行业估值，导致机械行业面临估值压力。

公司估值比较（部分）

平均数据

• 算术平均：市值 34.81 亿元，PE 26.84 倍，PB 21.65 倍，ROE 9.51%
• 几何平均：市值 26.26 亿元，PE 21.15 倍，PB 21.15 倍，ROE 2.66%

总结

增材制造技术正在从3D打印向4D打印发展，拓展了制造技术的内涵与应用范围。随着智能制造的推进，3D打印技术在精度、速度和材料多样性方面不断进步，推动制造模式从集中制造向分布式制造转变。4D打印技术引入时间维度，使产品具备动态响应能力，具有广阔的应用前景。然而，行业仍面临宏观经济波动、政策执行、原材料价格及市场风格变化等风险。