商业航天行业深度研究报告(二)_增材重塑航天制造_3D打印赋能商业火箭降本放量_20页_1mb
报告摘要
商业航天行业深度研究报告(二)总结
核心内容
商业航天行业正面临制造工艺的挑战,其装备构型复杂、制造难度高,且需在极端环境下运行,对材料性能要求极高。传统制造工艺存在流程繁琐、工序冗长、转运过多等问题,难以满足商业航天的高要求。增材制造(3D打印)作为新兴技术,正在逐步取代传统制造工艺,成为航天制造的重要发展方向。
主要观点
- 增材制造优势显著:相比传统制造,增材制造在轻量化、高性能材料、复杂集成、快速响应和功能一体化等方面具有明显优势。
- 技术路线分化:目前SLM(激光粉末床熔融)和DED(定向能量沉积)是商业航天中应用最广泛的技术路线。SLM适用于精密结构件,如发动机喷注器、涡轮叶片等;DED则适用于大尺寸构件制造,具有高沉积速率和材料适用性。
- 全球产业同步发展:国内外商业航天企业均在积极应用3D打印技术,以缩短制造周期、降低成本,并提升产品性能。例如,天龙二号火箭发动机TH-11V是全球首款采用3D打印技术的闭式循环补燃发动机,制造周期和成本显著降低。
- 投资建议:建议关注银邦股份、飞沃科技、华曙高科、江顺科技等具备3D打印技术能力的上市公司。
关键信息
- 增材制造技术类型:包括SLM、DED、WAAM、FDM等,其中SLM和DED应用最广泛。
- 技术优势:
- 轻量化:拓扑优化和仿生点阵结构实现一体化成形。
- 高性能材料:近净成形,材料利用率高,可获得高性能组织。
- 复杂集成:可直接制造带有复杂内部特征的monolithic结构。
- 快速响应:无需模具,适应设计快速迭代。
- 功能一体化:实现多材料梯度结构或结构-功能器件一体化制造。
- 应用场景:
- 液体火箭:发动机涡轮泵、推力室、阀门、栅格舵、舱段等。
- 卫星制造:轻量化主承力结构、点阵结构、多功能结构一体化。
- 案例:
- Orbex:采用L-PBF技术打印一体化推力室,结构优化后重量减轻30%,效率提高20%。
- Launcher:从2019年开始研发3D打印E-2发动机零部件,如液氧涡轮泵和燃烧室。
- Relativity Space:采用L-PBF和WA-DED技术制造火箭发动机和贮箱,零件数量由十万多个减少到低于1000个,制造周期由24个月缩短至2个月。
- 天龙二号:自主研发的液氧煤油发动机TH-11V,相比传统工艺,发动机组数量减少80%,制造周期缩短70%~80%,成本和重量降低40%~50%,推质比达到100以上。
- 星河动力:2500N发动机成本由50万元降至不到5万元。
风险提示
- 卫星组网进展不及预期。
- 火箭发射进程不及预期。
- 技术进步不及预期。
投资逻辑
商业航天作为大国战略竞争的关键领域,低轨卫星部署需求迫切,推动火箭发射运力需求增长。传统制造存在瓶颈,而增材制造在轻量化、高性能材料、复杂集成、快速响应和功能一体化等方面具备显著优势,未来随着技术发展和产业链完善,3D打印技术将在火箭设计制造中发挥更大作用,带来周期和成本的双重优势。
相关研究报告
- 《机械行业深度研究报告:卫星组网建设进入加速期,看好火箭链投资机会》2026-01-04
技术对比
| 技术分类 | 材料 | 优点 | 缺点 | 航空航天领域应用 |
|---|---|---|---|---|
| SLM | 钛合金、铝合金、钴铬合金、不锈钢、铁合金等粉末 | 成形零件尺寸精度高、表面质量好;力学性能优良;适合薄壁结构 | 成型效率低;加工零件尺寸受限制 | 制造具有复杂内部结构的轻质高强度零件 |
| DED | 高性能材料的沉积 | 高沉积速率;局部调整零件;多轴打印;材料适用性广 | 几何精度和表面表征效率较差;成形质量需后处理 | 制造大型金属复杂部件、修复中大型管状结构 |
| WAAM | 钛合金、铝合金、不锈钢、低碳钢等 | 材料利用率高;尺寸限制较小;沉积效率高;成本低 | 成形精度稍差;微观组织粗大;残余应力和变形 | 制造大型金属构件 |
相关标的
- 银邦股份:参股飞而康快速制造科技,提供金属3D打印服务,应用于火箭发动机等。
- 飞沃科技:完成成都新杉宇航科技60%股权收购,提供金属3D打印服务,客户包括多家航天企业。
- 华曙高科:提供高性能3D打印解决方案,适用于火箭发动机、卫星支架等。
- 江顺科技:与九宇建木合资成立江宇科技,应用定向能量沉积技术制造火箭发动机。
团队介绍
- 范益民:组长、首席分析师,上海交通大学机械硕士,CFA,8年机械行业研究经验。
- 丁祎:高级分析师,新南威尔士大学金融硕士。
- 胡明柱:高级分析师,哈尔滨工业大学金融工程博士。
- 陈宏洋:分析师,上海交通大学机械工程博士。
- 於尔东、朱珠:助理研究员,分别来自南京大学和复旦大学。
投资评级体系
- 公司评级:
- 强推:预期未来6个月内超越基准指数20%以上。
- 推荐:预期未来6个月内超越基准指数10%~20%。
- 中性:预期未来6个月内相对基准指数变动幅度在-10%~10%之间。
- 回避:预期未来6个月内相对基准指数跌幅在10%~20%之间。
- 行业评级:
- 推荐:预期未来3~6个月内该行业指数涨幅超过基准指数5%以上。
- 中性:预期未来3~6个月内该行业指数变动幅度相对基准指数-5%~5%。
- 回避:预期未来3~6个月内该行业指数跌幅超过基准指数5%以上。
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