机械行业商业航天专题三_关注3D打印全产业链+关键结构件发展机遇_17页_1013kb

> **来源：[研报客](https://pc.yanbaoke.cn)** 2026年02月13日 机械 SDIC # 商业航天专题三：关注3D打印全产业链+关键结构件发展机遇 # 目商业航天蓬勃发展，全球竞相布局低轨卫星资源 根据蓝箭航天引用美国航天基金会2025年发布的《航天报告》，2015年至2024年全球商业航天呈逐年快速增长趋势，年均复合增长率为 $7.7\%$ 。当前可重复使用、液体燃料火箭技术路线逐步确立，可重复使用火箭从发射成本和飞行频率来看相较一次性更优，而液体燃料火箭得益于更强的运载能力而主导市场。由于低轨资源有限且具有“先占先得”的特征，全球竞相布局低轨卫星资源。据新华网引用国际电信联盟（ITU）官网，我国2025年12月向ITU申请了超过20万颗卫星的频轨资源，标志着卫星频轨资源申请已上升至国家战略层面。一颗低轨卫星的平均寿命大约5年，首批发射卫星已经逐步进入更新替换周期，卫星的更新替换也带动对卫星生产及运载的需求。 # 目3D打印技术成为商业航天降本提效关键手段 3D打印技术能够缩短商业航天领域生产的时间与资金，对新材料的探索也有利于轻量化发展。3D打印技术在火箭中则在成本占比较高的涡轮泵壳体、燃烧室等核心零部件和小且复杂的组件上越来越多地应用，在卫星领域主要用于卫星相控阵天线的生产。据Viterbi等外媒，以SpaceX、Terran、Archimedes和Raptor为代表的海外主流发动机设计均倾向于通过增材制造+传统焊接技术并行的方式。火箭打印则以金属材料为主，通常采用PBF技术下的SLM/EBM等技术路线，或DED及其分支技术；在卫星天线的打印上，目前3D打印天线的材料种类包括混合材料，陶瓷，金属材料。商业航天有望带动对金属3D打印的旺盛需求。假设按照目前规划的20.3万颗卫星，单次搭载卫星数量逐步接近SpaceX水平，可重复发射卫星占比持续提升，按照商业航天中3D打印零部件的价值量在3D打印占比 $30\% /50\% /70\%$ 的多情景假设下，2031-2035年中国商业航天3D打印平均年市场规模有望达193/224/254亿元/年。 # 目3D打印产业链+结构件行业有望受益商业航天行业拓展 当前打印服务&材料及设备销售成为3D打印企业服务主要商业模式，以铂力特、华曙高科、新杉宇航、飞而康等为代表的龙头企业在商业航天3D打印领域进入国内外商业火箭&卫星供应链。同时，3D打印技术的应用有望带动振镜、激光器等核心部件需求，当前振镜与激光器厂商逐步探索国产化替代，随着3D打印技术逐步进入批量化应用，核心零部件国产化替代进程有望加速。 # 行业深度分析 证券研究报告 投资评级 领先大市-A 维持评级 首选股票 目标价（元） 评级 行业表现 资料来源：Wind 资讯 升幅% 1M 3M 12M 相对收益 6.9 16.9 29.4 绝对收益 4.8 16.0 48.7 朱宇航 分析师 SAC执业证书编号：S1450525100003 zhuyh1@sdiscs.com.cn 刘阳东 分析师 SAC执业证书编号：S1450525120004 liuyd2@sdicsc.com.cn 孙然 分析师 SAC执业证书编号：S1450525120006 sunran@sdicsc.com.cn 阮丹宁 分析师 SAC执业证书编号：S1450525120005 ruandn@sdiscs.com.cn # 相关报告 卫星规模化部署在即，太空光伏大有可为 2026-01-25 商业航天产业加速，关注3D打印服务商、关键结构件、太空光伏产业链 2026-01-16 燃气轮机：全球产能趋紧，国产供应链抢占AIDC景气红利 2026-01-11 蓝箭IPO获批，商业航天产 2026-01-04 建议重点关注火箭及卫星环节的3D打印及核心零部件供应商，包括铂力特、华曙高科、飞沃科技（新杉宇航）、江顺科技（九宇建木）、超捷股份、银邦股份（飞而康）、杰普特、锐科激光、金橙子等。 目风险提示：商业航天产业发展不及预期；可重复使用火箭技术研发不及预期；3D打印技术渗透不及预期；3D打印产业链国产化进展不及预期。 业加速 钨价持续上涨，关注刀具龙 2025-12-12 头企业量价齐升机遇 # 目内容目录 1．商业航天蓬勃发展，技术路线逐步确立. 4 1.1．商业航天市场空间广阔，中美竞相布局太空资源 4 1.2．可重复使用、液体燃料火箭技术路线逐步确立 5 1.3．低轨资源竞争激烈，卫星更新周期有望逐步开启 6 2. 3D打印技术成为商业航天降本提效关键手段 ..... 7 2.1．3D打印技术在卫星领域主要用于卫星相控阵天线的生产 7 2.2.3D打印技术在火箭关键发动机中的应用广泛 7 2.3．商业航天带动对金属3D打印的旺盛需求 9 3. 3D打印产业链+结构件行业有望受益商业航天行业拓展 ..... 10 3.1．3D打印服务商&设备供应商已进入商业火箭&卫星供应链. 10 3.2. 3D打印技术的应用有望带动振镜、激光器等核心部件需求 ..... 12 3.3．结构件与3D打印并行，市场空间广阔 13 4.风险提示 15 # 图表目录 图1.2015-2024年全球商业航天市场规模（亿美元） 4 图2.2015-2024年中国商业航天市场规模 4 图3.中美主导火箭发射市场 4 图4.2024年美国头部发射场执行发射次数超70次 4 图5.有源相控阵天线结构示意图 7 图6. 星载相控阵天线 7 图7.3D打印地动有源天线 7 图8.3D打印KaLEOASSA（扩展器与滤波器） 7 图9.Falcon剖面图来看，一级助推器搭载9枚发动机. 8 图10.Raptor进燃料系统. 8 图11.估算金属PBF硬件市场份额（2022） 10 图12. 杰普特连续光纤激光器 12 图13.SLM技术原理图. 13 图14.光纤激光器结构示意图 13 图15. 振镜扫描系统示意图 13 图16. Velo 3D生产的SapphireXC1MZ为最大的LPBF打印机.. 14 表 1: 液体火箭的运载能力优于固体火箭 ..... 5 表 2: 可重复使用火箭从发射成本和飞行频率优于一次性 ..... 5 表 3：液氧甲烷火箭发动机相较液氧煤油拥有相对较优的理论比冲和密度比冲 .................... 6 表 4：主要应用于火箭一子级的发动机可比产品技术水平 6 表 5：海外主流发动机设计倾向于通过增材制造+传统焊接技术并行方式 . 8 表 6：核心零部件占火箭总成本约 $85\% -90\%$ 表 7: 7 大 3D 打印技术路线对比. 9 表 8: 航空航天领域 3D 打印以金属材料为主 ..... 10 表 9：国内龙头 3D 打印企业已进入商业火箭&卫星供应链 11 表 10: 金橙子 3D 振镜产品关键技术指标接近海外头部 (2022 年) # 1.商业航天蓬勃发展，技术路线逐步确立 # 1.1.商业航天市场空间广阔，中美竞相布局太空资源 根据蓝箭航天引用美国航天基金会2025年发布的《航天报告》，航天经济由政府航天预算支出和商业航天收入构成，其中商业航天包括商业航天产品与服务、商业基础设施与辅助产业。2024年全球航天经济规模达到了6,120亿美元，其中商业航天收入为4,800亿美元，占比 $78\%$ 。2015年至2024年全球商业航天呈逐年快速增长趋势，年均复合增长率为 $7.7\%$ 。根据蓝箭航天引用中投产业研究院发布的《2025-2029年中国商业航天产业深度调研及投资前景预测报告》，2015年至2024年，中国商业航天年均复合增长率为 $22.5\%$ 。2017年至2024年，年增长率始终保持在 $20\%$ 以上。 图1.2015-2024年全球商业航天市场规模（亿美元） 资料来源：蓝箭航天招股说明书，美国航天基金会，国投证券证券研究所 图2.2015-2024年中国商业航天市场规模 资料来源：蓝箭航天招股说明书，中国航天工业质量协会，艾媒咨询，华经产业研究院，中投产业研究院，国投证券证券研究所 从全球格局来看，根据 Jonathan's Space Pages 统计的发射数据，当前中美两国主导全球绝大部分火箭发射，且每年的发射数据持续提升。美国单个发射基地执行发射次数更多，据蓝箭航天招股说明书统计，2024年美国卡纳维拉尔角空军基地执行发射次数超70次，其中以SpaceX火箭发射为主。 图3. 中美主导火箭发射市场 资料来源：Jonathan's Space Pages，国投证券证券研究所 图4.2024年美国头部发射场执行发射次数超70次 资料来源：蓝箭航天招股说明书，国投证券证券研究所 # 1.2.可重复使用、液体燃料火箭技术路线逐步确立 根据不同的分类标准，运载火箭可划分为多种类型。根据是否可重复使用，运载火箭可分为一次性火箭与可重复使用火箭；在一次性火箭中，根据推进剂的物态，可划分为固体燃料火箭和液体燃料火箭。根据近地轨道（LEO）运载能力，可分为小型运载火箭、中型运载火箭、大型运载火箭、重型运载火箭。 液体火箭采用液体推进剂，分别贮存在火箭的氧化剂箱和燃料箱内，工作时由输送系统送入发动机的燃烧室；固体火箭采用固体推进剂，贮存在发动机燃烧室内，无需贮箱和输送系统。固体火箭和液体火箭的差异主要体现在箭体结构和动力装置上，由于运载能力更强，航天运载火箭领域以液体火箭为主。 表1：液体火箭的运载能力优于固体火箭 液体火箭 固体火箭 推进剂 液体推进剂 固体推进剂 推进剂贮存 火箭的氧化剂箱和燃料箱 发动机燃烧室内 发射周期 液体火箭的燃料和氧化剂分子活性强,化学稳定性低,基本必须低温贮存,而火箭本身很难做到这一点,因此,通常燃料箱不加注燃料,到使用的时候再加注,因而液体火箭准备时间较长 固体火箭的推动剂已经预先混合好,燃料和氧化剂颗粒很早就固定在发动机里,准备周期更短 储存周期 常温推进剂7天,低温推进剂1天 数年 运载能力 发动机燃烧效率很高,运载能力更大,一般在1吨以上 几百公斤左右,适合搭载小卫星 灵活性 可以进行关机控制 不能中途控制关机 成本 高 低 应用场景 一般是航天运载火箭领域 一般是导弹等军事火箭 资料来源：国家航天局，科普中国，国投证券证券研究所 全球运载火箭产业正经历从一次性使用向可重复使用的技术变革。液体燃料运载火箭经历三代发展：1）第一代：一次性使用火箭。从投产至发射周期较长，综合成本高，主要用于支持重大任务。2）第二代：部分可重复使用火箭。以SpaceX猎鹰9号为典型代表，实现一级助推器多次重复使用，显著降低单次发射成本。且一级助推器最短复飞间隔缩短至9天，发射频次较一次性火箭实现量级跃升。3）第三代：全可重复使用运载火箭。以SpaceX星舰为代表，实现一、二级完全可重复使用，具备24小时内完成再次加注发射的潜力。 表2：可重复使用火箭从发射成本和飞行频率优于一次性 火箭类型 发射成本 LEO 运费 翻新费用 典型飞行频率 可重复使用（猎鹰9号） 6700万美元 2500~3000美元 新火箭成本的10% 5-10x或更频繁 一次性（阿特拉斯五号） 1.6亿美元 1万美元+ N/A 产量限制 一次性（NASA SLS） 2亿美元+ 4万美元+ N/A 每年约1至2次发射 资料来源：SpaceXStock，国投证券证券研究所 液氧甲烷火箭发动机拥有相对较优的理论比冲和密度比冲，且使用维护和后处理快速简捷，适合作为高性能一级可重复使用主动力发动机。液氧煤油发动机在材料和工艺水平的极限下理论比冲较液氧甲烷火箭发动机仍低约 $3\%$ ，但目前中国已经掌握120t级液氧煤油补燃发动机技术，液氧甲烷推进剂组合尚未在补燃循环发动机上成熟运用。 表3：液氧甲烷火箭发动机相较液氧煤油拥有相对较优的理论比冲和密度比冲 特性参数 液氧甲烷 液氧煤油 液氧液氩 混合比 3.5 2.74 6 室压/MPa 25 25 25 喷管面积比 30 30 30 推进剂密度比冲/(10^6 kg·m^-2·s^-1) 2.797 3.4 2.561 资料来源：《大推力液氧甲烷火箭发动机技术研究进展》_谭永华，国投证券证券研究所 当前液氧甲烷与液氧煤油作为液体燃料的技术路线仍处于并行状态。根据蓝箭航天招股说明书，目前使用液氧煤油动力的代表为YF-100、YF-102、梅林1D+；使用液氧甲烷动力的代表为天鹅-12A、天鹅-12B、猛禽2、龙云发动机。 表4：主要应用于火箭一子级的发动机可比产品技术水平 项目 天鹅-12A TQ-12A 天鹅-12B TQ-12B 猛禽2 Reptor 2 梅林 1D+ Merlin 1D+ YF-100 YF-102 龙云发动机 LY-70 研制公司/单位 蓝箭航天 蓝箭航天 SpaceX SpaceX 航天科技集团 航天科技集团 九州云箭（北京）空间科技有限公司 装机型号应用 朱雀二号改进型、朱雀三号 朱雀三号 星舰 猎鹰9号、重型猎鹰 长征五号、长征六号、长征七号、长征八号等 天龙二号、力箭二号等 长征十二号甲 燃料类型 液氧甲烷 液氧甲烷 液氧甲烷 液氧煤油 液氧煤油 液氧煤油 液氧甲烷 循环方式 燃气发生器循环 燃气发生器循环 全流量分级燃烧循环 燃气发生器循环 高压补燃富氧分级燃烧循环 燃气发生器循环 燃气发生器循环 资料来源：蓝箭航天招股说明书，国投证券证券研究所 # 1.3.低轨资源竞争激烈，卫星更新周期有望逐步开启 低轨资源有限且具有“先占先得”的特征。卫星频率和轨道资源是指卫星电台使用的频率和所处的空间轨道位置，是卫星系统建立和正常工作的前提，二者稀缺且不可再生。受卫星覆盖范围、卫星高度、同频段卫星间距等因素影响，太空中可用卫星轨道数量十分有限。 根据《ITU标准及其卫星轨道与频率资源申请规定解析》，频轨资源采取国际电信联盟（ITU）先申报先使用总原则，且要求申报后7年内，必须发射卫星启用所申报的资源，否则自动失效。 目前卫星多以星座组网的形式进行投放，批量发射组网阶段将是一个循序渐进的过程。当卫星数量较少时，难以实现星座的整体组网需求。不同的星座虽然设计方案有所差异，但都需要大量的卫星数量作支撑，少到几百颗，多则上万颗。 当前我国两大规模星座分别为“千帆星座”和“GW星座”计划。“千帆星座”于2023年启动建设，第一阶段发射1296颗卫星，第二阶段是到2030年底最终打造超过1万颗的低轨宽频多媒体卫星组网。我国另一大规模星座是中国星网公司主导的“GW星座”计划，规划含12992颗卫星。据新华网引用国际电信联盟（ITU）官网，我国2025年12月向ITU申请了超过20万颗卫星的频轨资源，标志着卫星频轨资源申请已上升至国家战略层面。 一颗低轨卫星的平均寿命大约5年。根据航天分析师Jonathan McDowell对SpaceX发射卫星的整理，发射的卫星并不都能进入正常工作状态，其异常状态包括发射失败、提前离轨、失效并衰减中等异常状态。2019、2020年发射的卫星目前分别只有 $14\%$ 、 $39\%$ 还处在正常工作状态，而2022年以后发射的卫星 $87\%+$ 均处于正常工作状态，显示发射5年以上是一个卫星逐步脱离的时间周期。 # 2.3D打印技术成为商业航天降本提效关键手段 # 2.1.3D打印技术在卫星领域主要用于卫星相控阵天线的生产 一个完整的卫星相控阵天线通常包括由多个独立天线单元按一定规则排列的天线阵面、射频组件、射频网络、电源、波束控制板以及结构件等构成。其中，天线阵面和射频组件是卫星相控阵天线的核心组件。其中射频组件价值最高，占总体成本的约 $50\%$ 。射频组件中包含多个基本器件，如双工器、滤波器、移相器、功率放大器、低噪声放大器（LNA）、以及模数转换器（ADC）和数模转换器（DAC）等。 图5.有源相控阵天线结构示意图 资料来源：未来天玑，国投证券证券研究所 图6. 星载相控阵天线 资料来源：未来天玑，国投证券证券研究所 3D打印正在改变天线的制造方式，提高天线的性能。例如SWISSTo12的3D打印射频空间产品和有效载荷为卫星提供了优化的射频性能和更高的任务灵活性，适合于提升空间通信系统的效能。其3D打印产品包括先进的天线、波导和滤波器，目前已经拥有超过1000个3D打印射频产品在轨，从L到Q-V波段。 图7.3D打印地动有源天线 资料来源：SWISSto12公司官网，国投证券证券研究所 图8.3D打印KaLEOASSA（扩展器与滤波器） 资料来源：SWISSto12公司官网，国投证券证券研究所 # 2.2.3D打印技术在火箭关键发动机中的应用广泛 发动机为火箭核心环节之一，从Falcon的剖面图来看，一级助推器搭载了9枚发动机，发动机在火箭中占比较高。 图9.Falcon剖面图来看，一级助推器搭载9枚发动机 资料来源：WSJ，国投证券证券研究所 图10.Raptor进燃料系统 资料来源：《Preliminary design of a Raptor-like engine》_Matteo Piunti等，国投证券证券研究所 据Viterbi等外媒，以SpaceX、Terran、Archimedes和Raptor为代表的海外主流发动机设计均倾向于通过增材制造+传统焊接技术并行的方式，并在成本占比较高的涡轮泵壳体、燃烧室等核心零部件和小且复杂的组件上越来越多地应用了3D打印，以降低生产成本，提升研发效率，并实现更多发动机部件的一体化。 根据Viterbi和Relativity Space，Terran1在3D打印技术的应用上较为激进，最高比例达到 $85\%$ ，TerranR则结合了传统制造与增材技术。根据3D打印技术参考，RocketLab新一代发动机Archimedes3D打印的比例也比较高，而据SpaceXStock，Raptor倾向于通过增材制造+传统焊接技术并行的方式，但在成本占比较高的涡轮泵壳体、燃烧室等核心零部件和小且复杂的组件上越来越多地应用了3D打印。 表5：海外主流发动机设计倾向于通过增材制造+传统焊接技术并行方式 发动机型号 3D打印比例 3D打印部件 Relativity Terran 1 85% 推进剂罐、推力结构和鼻锥,以及更小且复杂的部件如发动机推力室组件 Space Terran R 结合了传统制造与增材技术 主结构由摩擦搅拌焊接的高强度铝合金制成,并通过内部加工和定制模具加以提升 Rocket Lab Archimedes 90%+ 涡轮泵壳体、预燃器和主室组件、气门壳体以及发动机结构部件 SpaceX Raptor 2016年已经达到40% 集成涡轮泵壳体、单片喷油板、喷嘴喉部加固等 资料来源：Viterbi, Relativity Space, Voxel Matters, Applyingai, SpaceX Stock, 3D 打印技术参考, 国投证券证券研究所 国内火箭制造领域来看，根据OFweek通信网，核心零部件占据火箭总成本约 $85\% -90\%$ 。其中推进系统占比 $30\% -50\%$ ，为最高价值环节；箭体结构占比 $20\% -25\%$ ；控制系统（含电气）占比 $10\% -15\%$ ，是入轨精度的核心；其他包括地面测试设备、燃料、特种材料等，占比约 $5\%$ 。 表6：核心零部件占火箭总成本约 $85\% -90\%$ 价值量占比 核心结构 核心结构占比 推进系统（发动机） 30%-50% 涡轮泵、推力室、阀门等 箭体结构 20%-25% 整流罩 10% 贮箱 10%-15% 结构件/连接件 约5% 控制系统（含电气） 10%-15% 含惯导、综控计算机、姿轨控、测控、配电与软件 其他 5% 地面测试设备、燃料、特种材料等 资料来源：OFweek通信网，国投证券证券研究所 # 2.3.商业航天带动对金属3D打印的旺盛需求 当前主流3D打印技术可分为七大技术路线：树脂光聚合(VPP)；材料挤出（MEX)；粉末床融合(PBF)；材料喷射技术(MJT)；粘结剂喷射(BJT)；定向能沉积(DED)；片层叠加（SHL）。 表7：7 大 3D 打印技术路线对比 技术 中文名 细分技术路线 形式 优势 缺点 材料 PBF 粉末床融合 SLS/DML S/SLM/EBM 能量源（激光/电子束）以精准的精度照射到粉末床上。选择性扫描零件第一层的形状，熔化或烧结粉末颗粒，并将其融合成固体，重复此过程，在粉末床中一层层堆积物体 卓越的机械性能；能够创建高度复杂且无支撑的几何形状；高生产力 机器和材料成本高；表面处理比VPP更粗糙；需要大量的后期处理和冷却时间 涵盖各种工程材料。塑料方面主要是尼龙（PA11、PA12）；金属方面：铝合金、不锈钢、钛合金、Inconel（超合金）和钴铬 DED 定向能沉积 LMD/EBA /WAAM/W LAM 多轴机械臂将喷嘴瞄准目标表面。能量源在目标表面形成一个小型熔融池，原料被送入该池，熔融并与基底融合。机械臂沿着编程路径移动，以增加特征或修复磨损的表面 可以制作非常大的零件；高物质沉积率；适合修理或增加现有高价值部件的功能；可以制造功能分级材料 分辨率极低且表面处理差，需要大量后加工；高昂的资本设备成本；过程控制可能很复杂 几乎完全是金属，常见材料包括钛合金、Inconel、不锈钢和各种工具钢。 BJT 粘结剂喷射 - 和BJT类似的是在粉末床内组装零件，区别是采用了不同的熔断机制。结合剂喷射不加热，而是使用液体结合剂将粉末颗粒粘合在一起 打印速度极快（无需加热）；成本低于PBF；能够实现高批量生产，甚至接近传统方法如金属注塑成型（MIM） 需要大量多步骤的后期处理流程；最终零件的密度和机械性能低于PBF零件；烧结过程中的零件收缩管理可能很复杂 金属（不锈钢为主）、砂子（用于铸造模具）和陶瓷 MJT 材料喷射技术 - 将微小的液滴喷射到打印平台上。当这些液滴沉积时，集成在打印头组件中的紫外光源会经过并瞬间固化，使液体变成固体塑料层 突出的表面处理和真实感；能够全彩印刷并使用多种材质；极高的维度精度；轻松拆除支撑。 零件通常较脆，机械性能低于PBF或MEX制造的零件；材料对紫外线敏感，可能随时间降解；机器和材料成本高昂 多种可紫外固化光聚合物（丙烯基树脂） VPP 树脂光聚合 SLA/DLP /MSLA/LCD 利用光聚合物树脂在特定波长的紫外线（UV）光下固化的原理，利用高精度光源“绘制”树脂表面的一层形状，使其凝固。重复此过程 高细节和准确性；高光滑度的表面处理；非常适合复杂复杂的几何形状 零件可能脆弱；需要复杂的后处理（洗涤和固化）；材料性质会因长时间的紫外线照射而退化 液态光聚合物树脂，包括标准树脂、坚韧耐用树脂（模仿ABS）、柔性树脂（模仿橡胶）以及用于珠宝制作的可铸造树脂 MEX 材料挤出 FDM/FFF 一条细长耗材融化至半液态从挤出机挤出，机器沿精确路径移动喷嘴，放置熔融塑料珠，几乎瞬间冷却并凝固，重复此过程 入门成本极低；材料种类繁多，性能各异；机器简单、可靠且作简便；制造出坚固且实用的零件 始终存在可见的层线，导致表面较粗糙；与VPP相比，分辨率和尺寸精度较低；部件强度各向异性（Z轴、层间强度较弱） 热塑性丝材库：常见材料包括PLA、ABS、PETG和TPU。工业机器可以使用高性能工程聚合物如PEEK、PEKK和UItem SHL 片层叠加 - 一卷或一片材料被放置在构建平台上，并通过粘合剂或更先进的系统中超声波能量与其下方的层粘合，重复重新送入并粘结新片的过程 对于大型笨重物体非常快；低材料成本（纸质系统）；无一磁机可以嵌入电子元件并粘接异种金属 过程非常浪费；几何复杂度有限（无内部空洞）；最终部件容易分层；表面处理差 纸张、塑料和金属箔（铝、铜、钛） 资料来源：RAPMAF，国投证券证券研究所 在卫星天线的打印上，目前3D打印天线的材料种类包括混合材料（金属油墨与非导电材料的混合等），陶瓷，金属材料。火箭打印则以金属材料为主，通常采用PBF技术下的SLM/EBM等技术路线，或DED及其分支技术。 表8：航空航天领域 3D 打印以金属材料为主 应用方 3D打印技术 进展 Rocket Lab SLM（PBF的一种） 已与尼康 SLM 解决方案签署谅解备忘录 NASA RAMPT DED 利用激光 DED 工艺在吹粉上打印出高强度铁镍超合金火箭喷嘴，尺寸为 1.016 米——这是该机构有史以来最大的喷嘴之一 GE Additive（喷气发动机中的涡轮叶片） EBM（PBF的一种） “喷气发动机涡轮叶片现已能够利用电子束熔融（EBM）技术，通过增材制造方式使用钛铝化合物（TiAl）进行生产。 Relativity Space PBF & WAAM（DED 的一种） 采用了来自星际之门 3D 打印平台的粉末床聚变（PBF）和电弧增材制造（WAAM） 资料来源：Voxelmatters, Photonics, Go Additive, Relativity Space, 国投证券证券研究所 # 3.3D打印产业链+结构件行业有望受益商业航天行业拓展 # 3.1.3D打印服务商&设备供应商已进入商业火箭&卫星供应链 据四川省增材制造技术协会援引的报告显示，EOS、GE Additive、SLM Solutions占据了金属PBF 硬件生产市场的前三名，铂力特+华曙高科合计的份额约 $8\%$ ，有望受益于商业航天带动下金属3D打印市场的蓬勃发展。 图11.估算金属PBF硬件市场份额（2022） 资料来源：四川省增材制造技术协会，国投证券证券研究所 当前打印服务&材料销售成为3D打印企业服务主要商业模式，以铂力特为代表的龙头企业在商业航天3D打印领域进入商业火箭&卫星供应链。根据铂力特官方网站，铂力特已经进入朱雀二号、长征七号等运载火箭产业链，提供发动机身部毛坯、针栓式燃气发生器、多个管路类和涡轮泵类零件的打印支持；根据华曙高科官方微信公众号，华曙高科供货长征五号运载火箭、苍穹发动机等，打印包括涡轮泵和液氧煤油主阀壳体等多款零件；根据新杉宇航官方微信公众号，新杉宇航进入天兵科技、中科宇航、星际荣耀、星火空间供应链体系，供应部件包括喷注器、燃烧室、收扩段、扩张段、涡轮泵等。 表9：国内龙头 3D 打印企业已进入商业火箭&卫星供应链 时间 客户 产品 铂力特 2018 与商业航天头部企业均展开了技术合作、参与零件研制等。 - 2023 星际荣耀液氧甲烷可重复使用验证火箭双曲线二号验证火箭 多个发动机的关键零部件 2023 蓝箭航天朱雀二号递二运载火箭 为关键零部件的研制提供了全方位的金属增材制造技术支持 2023 长征七号遥七运载火箭 负责卫星部署器框架的结构优化设计和打印生产工作 2023 配套用于“原力-85”百吨级液氧煤油发动机燃气发生器 参与了“原力-85”发动机研制,打印了发动机身部毛坯、针栓式燃气发生器等多个关键部件 2023 星际荣耀百吨级液氧甲烷火箭发动机“JD-2” 打印了多个管路类和涡轮泵类零件 华曙高科 2020 长征五号运载火箭 级间解锁装置保护板 2022 “苍穹”50吨级可重复使用液氧/煤油发动机 涡轮泵和液氧煤油主阀壳体等多款零件 新杉宇航 - 天兵科技、中科宇航、星际荣耀、星火空间等 喷注器、燃烧室、收扩段、扩张段、涡轮泵等 飞而康 - 蓝箭航天 目前飞而康已获蓝箭2026年10台火箭对应100台发动机的指引订单 南风股份 - 可打印不锈钢、合金钢、钛合金、纯铜等材料,生产鞋模、军工航天、散热等领域产品 资料来源：华曙高科/新杉宇航/飞而康/南风股份官方微信公众号，铂力特公司官网，国投证券证券研究所 基于以下核心假设，假设按照目前规划的20.3万颗卫星，商业航天中3D打印零部件的价值量在3D打印占比 $30\% / 50\% / 70\%$ 的假设下在2031-2035年平均年市场规模有望达193/224/254亿元/年。 1）ITU要求申报后7年内，必须发射卫星启用所申报的资源，否则自动失效，电子技术应用等网站显示部署里程碑还包括9年内必须投放申报卫星总数的 $10\%$ ，12年内必须投放申报卫星总数的 $50\%$ ，14年内完成全部投放； 2）据中国证券报引用国家航天局数据，2025年，我国商业航天完成发射50次，其中，商业运载火箭发射25次；入轨商业卫星311颗，则平均单次入轨商业卫星数量约12.4颗。当前最多搭载卫星数量达到一箭四十星。对标SpaceX，目前一般搭载29颗卫星左右，最多一次搭载143颗卫星，但主要系小卫星发射任务。假设我国卫星发射技术在1-2年内达到SpaceX水平，并稳步提升，到2035年稳定达到一箭百星的水平； 3）可重复发射卫星占比预估持续提升，根据央视网，当前目标到2030年将单次发射成本降至万元以内，因此假设到2030年全部为可重复发射卫星，且可重复发射卫星可以实现一级火箭重复使用20-25次； 4）卫星平均在轨寿命约5年，超过5年的卫星会逐步进入退役，会由新的卫星发射补充； 5）当前海外火箭发动机中3D打印的比例通常超过 $50\%$ ，最高达到 $80\% \sim 90\%$ ，假设火箭中 $50\%$ 的价值量占比由3D打印贡献，并进行悲观和乐观假设下火箭中 $30\% /70\%$ 的价值量由3D打印贡献，卫星中 $10\%$ 的价值量占比由3D打印贡献。 # 3.2.3D打印技术的应用有望带动振镜、激光器等核心部件需求 激光器有望受益于3D打印设备需求的爆发。在金属3D打印机中大部分用到的均是连续光纤激光器。金属3D打印机对激光器的要求比切割焊接更高。根据南极熊3D打印对杰普特的专访，输出的光束质量M2需要小于1.1，现在杰普特针对3D打印行业批量出货激光器普遍做到1.06-1.09。此外市面常见的激光器长时间功率浮动大约在 $3\% -5\%$ ；但3D打印一般都会需要长时间工作，功率浮动要求在 $2\%$ 甚至 $1\%$ 以内，特别是如果单台金属机搭载2台或者4台激光器，为确保打印效果，对一致性要求非常高。 杰普特针对3D打印行业推出专用500W/1000W激光器激光器，具备实时功率反馈补偿功能，长期功率稳定性≤1%，确保打印过程稳定进行，减小故障率。锐科激光与航天增材联合发布用于航空航天3D打印的专用激光器，在航天领域，锐科激光的核心产品已服务于运载火箭关键结构件的3D打印成型、精密焊接以及零部件表面清洗等关键工序。 图12.杰普特连续光纤激光器 资料来源：南极熊3D打印微信公众号，国投证券证券研究所 振镜和动态聚焦/场镜作为激光路径控制的关键器件，也在从最早的进口依赖逐步转向国产替代，已广泛应用于金属3D打印、激光切割、焊接及增材制造等场景。根据金橙子招股说明书，国内供应商在中低端振镜控制系统领域已经基本实现国产化；在高端应用领域，目前主要由德国Scaps、德国Scanlab等国际厂商主导，国产化率仅 $15\%$ 左右(2022年)。相比德国Scaps、德国Scanlab等国际厂商，金橙子在机器人和3D振镜联动加工技术、大幅面拼接控制技术、实时光束波动偏移补偿技术、激光熔覆等技术方面尚存在一定差距。 表10：金橙子3D振镜产品关键技术指标接近海外头部(2022年) 关键性能指标 金橙子 INVINSCAN 德国 Scanlab VarioSCAN 20 德国 Scanlab VarioSCANde 20i 跟随误差（ms） 0.6 0.9 0.6 电机移动速度（mm/s） ≤350 ≤140 ≤280 光斑速度（调焦范围±30mm）（mm/s） ≤4,200 ≤4,200 ≤4,200 可重复性（um） 长期漂移（um） 非线性度（FS） 0.05% 1.50% 0.05% 采样频率（KHZ） 100 16.5 100 资料来源：金橙子招股说明书，国投证券证券研究所 金橙子公告收购萨米特，标的公司长期从事精密光电控制产品的研发、生产及销售，主要产品为快速反射镜，并已拓展高精密振镜等产品。快速反射镜系能够精确控制光束方向的精密光学部件，可用于图像稳定系统、光束指向控制等，下游领域包括航空探测、激光防务系统、激光通信、激光精密加工等。 由于振镜与激光器通常组合使用，厂商倾向于同步切换国产激光器和振镜系统，以达到比较明显的降本效果。随着3D打印技术逐步进入批量化应用，核心零部件国产化替代进程有望加速。 图13.SLM技术原理图 资料来源：光电资讯微信公众号，国投证券证券研究所 图14. 光纤激光器结构示意图 资料来源：光电资讯微信公众号，国投证券证券研究所 图15. 振镜扫描系统示意图 资料来源：光电资讯微信公众号，国投证券证券研究所 # 3.3.结构件与3D打印并行，市场空间广阔 由于3D打印技术的尺寸限制，结构件与3D打印技术或将在商业航天领域并行。根据Velo 3D官网，SapphireXC1MZ拥有直径600毫米、z高1000毫米的圆柱形打印体积，是领先的激光粉末床融合（LPBF）供应商中最大的打印机。尼康SLM Solutions已经生产了全球最大的金属3D打印机之一——NXG XII 600，能够在 $600\times 600\times 600$ 毫米的制造范围内快速制造金属部件，并在下一代研发中有可能计划制造边长1米的机器。这显示在1米以上的大型金属材料中，3D打印技术的生产能力仍有限制。 图16. Velo 3D 生产的 Sapphire XC 1MZ 为最大的 LPBF 打印机 资料来源：Velo3D，国投证券证券研究所 根据超捷股份投资者关系活动记录表披露，当前在商业航天领域，一些大型或超大型薄壁结构件，对整体尺寸精度、力学均匀性及成本控制有严苛要求。受限于当前金属3D打印设备的成型尺寸以及后处理工艺成熟度，该类大型结构件尚无法通过3D打印实现规模化、经济化制造。公司目前业务主要为商业火箭箭体结构件制造，包括箭体大部段（壳段）、整流罩、发动机阀门等，目前市场上主流尺寸的一枚商业火箭成本中结构件占比在 $25\%$ 以上，公司所交付的结构件在单枚火箭的价值量中占比约1,000万。 当前商业航天火箭结构件制造的要求体现在1）技术壁垒高，工艺复杂。火箭结构件需在极端力学、热学等环境下保持高可靠性与高精度，对材料选型、成型工艺（如大型薄壁结构铆接、焊接等）等环节提出了极高的技术要求。相关制造工艺不仅涉及多学科交叉融合，还需通过大量地面试验验证；2）核心团队多具“国家队”背景。目前国内具备规模化交付能力的火箭箭体结构件供应商数量有限，且核心技术人员普遍拥有“国家队”体系的工作经历，具备深厚的工程实践积累和型号研制经验。3）资金与资源壁垒，火箭结构件制造属于重资产投入型业务，产线建设需持续、稳定的资本支持。 # 4.风险提示 商业航天产业发展不及预期。对市场空间的测算中假设我国卫星发射技术在1-2年内达到SpaceX水平，并稳步提升，到2035年稳定达到一箭百星的水平，若我国火箭技术发展不及预期，可能会影响核心假设。若单箭搭载卫星数量低于假设，可能致最终发射火箭数量高于假设，则市场规模或进一步扩大。但若发射卫星总量不如预期，可能致最终发射火箭和卫星数量低于假设，则市场规模或低于测算。 可重复使用火箭技术研发不及预期。目前行业预估可重复发射卫星占比持续提升，且据央视网目标到2030年将单次发射成本降至万元以内，假设到2030年全部为可重复发射卫星，且可重复发射卫星可以实现一级火箭重复使用20-25次。若可重复使用火箭技术进展不及预期，重复使用频率低于预期，可能致最终发射火箭数量高于假设，则市场规模或高于测算结果。若可重复使用火箭技术进展超预期，实现一级火箭更高频次复用，则市场规模或低于测算。 3D打印技术渗透不及预期。当前海外火箭发动机中3D打印的比例通常超过 $50\%$ ，最高达到 $80\% \sim 90\%$ ，假设火箭中 $50\%$ 的价值量占比由3D打印贡献，并进行悲观和乐观假设下火箭中 $30\% /70\%$ 的价值量由3D打印贡献，卫星中 $10\%$ 的价值量占比由3D打印贡献。若3D打印技术渗透低于预期，则市场规模或低于测算数据；若3D打印技术渗透高于预期，则有望贡献更大规模的设备需求。 3D打印产业链国产化进展不及预期。当前行业正在积极进行激光器、振镜等3D打印设备核心部件的国产化替代，若最终国产化进展不及预期，则可能影响行业内相关企业的业务开展与盈利情况。 # 行业评级体系 # 收益评级： 领先大市——未来6个月的投资收益率领先沪深300指数 $10\%$ 及以上； 同步大市——未来6个月的投资收益率与沪深300指数的变动幅度相差-10%至10%； 落后大市——未来6个月的投资收益率落后沪深300指数 $10\%$ 及以上； 风险评级： A——正常风险，未来6个月的投资收益率的波动小于等于沪深300指数波动； B——较高风险，未来6个月的投资收益率的波动大于沪深300指数波动； # 分析师声明 本报告署名分析师声明，本人具有中国证券业协会授予的证券投资咨询执业资格，勤勉尽责、诚实守信。本人对本报告的内容和观点负责，保证信息来源合法合规、研究方法专业审慎、研究观点独立公正、分析结论具有合理依据，特此声明。 # 本公司具备证券投资咨询业务资格的说明 国投证券股份有限公司（以下简称“本公司”）经中国证券监督管理委员会核准，取得证券投资咨询业务许可。本公司及其投资咨询人员可以为证券投资人或客户提供证券投资分析、预测或者建议等直接或间接的有偿咨询服务。发布证券研究报告，是证券投资咨询业务的一种基本形式，本公司可以对证券及证券相关产品的价值、市场走势或者相关影响因素进行分析，形成证券估值、投资评级等投资分析意见，制作证券研究报告，并向本公司的客户发布。 # 免责声明 # 。本公司不会因为任 何机构或个人接收到本报告而视其为本公司的当然客户。 本报告基于已公开的资料或信息撰写，但本公司不保证该等信息及资料的完整性、准确性。本报告所载的信息、资料、建议及推测仅反映本公司于本报告发布当日的判断，本报告中的证券或投资标的价格、价值及投资带来的收入可能会波动。在不同时期，本公司可能撰写并发布与本报告所载资料、建议及推测不一致的报告。本公司不保证本报告所含信息及资料保持在最新状态，本公司将随时补充、更新和修订有关信息及资料，但不保证及时公开发布。同时，本公司有权对本报告所含信息在不发出通知的情形下做出修改，投资者应当自行关注相应的更新或修改。任何有关本报告的摘要或节选都不代表本报告正式完整的观点，一切须以本公司向客户发布的本报告完整版本为准，如有需要，客户可以向本公司投资顾问进一步咨询。 在法律许可的情况下，本公司及所属关联机构可能会持有报告中提到的公司所发行的证券或期权并进行证券或期权交易，也可能为这些公司提供或者争取提供投资银行、财务顾问或者金融产品等相关服务，提请客户充分注意。客户不应将本报告为作出其投资决策的惟一参考因素，亦不应认为本报告可以取代客户自身的投资判断与决策。在任何情况下，本报告中的信息或所表述的意见均不构成对任何人的投资建议，无论是否已经明示或暗示，本报告不能作为道义的、责任的和法律的依据或者凭证。在任何情况下，本公司亦不对任何人因使用本报告中的任何内容所引致的任何损失负任何责任。 本报告版权仅为本公司所有，未经事先书面许可，任何机构和个人不得以任何形式翻版、复制、发表、转发或引用本报告的任何部分。如征得本公司同意进行引用、刊发的，需在允许的范围内使用，并注明出处为“国投证券股份有限公司证券研究所”，且不得对本报告进行任何有悖原意的引用、删节和修改。 本报告的估值结果和分析结论是基于所预定的假设，并采用适当的估值方法和模型得出的，由于假设、估值方法和模型均存在一定的局限性，估值结果和分析结论也存在局限性，请谨慎使用。 国投证券股份有限公司对本声明条款具有惟一修改权和最终解释权。 国投证券证券研究所 深圳市 地址： 深圳市福田区福华一路119号安信金融大厦33层 邮编： 518046 上海市 地址： 上海市虹口区杨树浦路168号国投大厦28层 邮编： 200082 北京市 地址：北京市西城区阜成门北大街2号楼国投金融大厦15层 邮编： 100034