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-20230330-川财证券-22页_829kb

报告摘要

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

增材制造技术（AM）不仅是3D打印的代称，其内涵已随着技术发展不断拓展，4D打印作为增材制造技术的重要组成部分，使制造从静态向动态发展，极大丰富了增材制造的内涵和应用场景。

3D打印技术作为增材制造的主流应用，具有摆脱传统刀具束缚、降低工序、节约材料、缩短生产周期等优势，尤其适用于小批量和复杂结构件的制造。同时，随着智能制造的发展，3D打印正朝着更高精度、更便捷的方向演进，并在材料创新方面不断拓展，如纳米材料、导质材料及金属直接成型技术等。

主要观点

1. 增材制造的定义与优势

增材制造（AM）是一种基于数字化模型，逐层堆积材料制造实体物品的新兴制造技术，融合了数字造型、机电控制、信息和材料化学等前沿技术。
相比传统减材制造，增材制造具有更高的灵活性、更短的生产周期、更少的材料浪费，且适用于复杂结构件的制造。
增材制造技术的发展推动了制造模式从集中式向分布式、从标准化向个性化转变。

2. 3D打印推动制造模式创新

3D打印技术可以实现“一体成型”，避免传统制造中模具切割、焊接等步骤，提升制造效率。
3D打印技术的未来发展趋势是4D打印，即在三维基础上增加时间维度，使产品具备响应外部刺激、自我变形、自我修复等特性。
4D打印通过智能材料和设计，拓展了增材制造的应用领域，如生物医学、智能器械、航空航天等。

3. 增材制造技术类型与工艺

增材制造工艺主要包括：立体光固化（SLA）、薄材叠层（LOM）、材料挤出（FDM）、黏结剂喷射（BJ）、材料喷射（MJ）、粉末床熔融（PBF）和定向能量沉积（DED）等。
金属增材制造技术，如激光粉末床熔融（SLM）、电子束熔化（EBSM）、激光金属沉积（LENS）等，正在成为增材制造的重要发展方向。

4. 4D打印的定义与应用

4D打印是基于智能材料、3D打印和设计的跨学科技术，使打印结构在外界刺激下发生形状或功能变化。
智能材料包括形状记忆聚合物（SMP）、液晶弹性体（LCE）、水凝胶等，它们能够在温度、光线、pH值等外部条件下产生变形、自修复、自组装等功能。
4D打印技术在智能设备、生物医疗、机器人技术等领域展现出巨大潜力。

关键信息

1. 增材制造技术发展现状

3D打印技术已从高分子材料发展到金属材料，金属材料在增材制造材料中的占比从2013年的6.16%提升至2020年的18.2%。
我国在金属增材制造领域已有较强的研究基础，如清华大学、南京航空航天大学、西安交通大学等高校和研究机构在该领域取得重要进展。

2. 3D打印技术的应用领域

3D打印技术已广泛应用于建筑设计、工业模型、医疗辅助、零部件、动画模型等领域。
在航空航天、高端精密设备、火电等行业，3D打印技术的产业化应用加速推进。

3. 4D打印技术的潜力与前景

4D打印技术通过智能材料的引入，使产品具备动态响应能力，推动制造从“静态”向“智能”发展。
4D打印技术在生物医学、智能器械、航空航天等领域展现出广阔的应用前景。

4. 增材制造的未来发展趋势

增材制造技术正朝着更高精度、更便捷、更智能化方向发展。
4D打印技术的引入，使增材制造技术从“形状制造”走向“功能制造”，拓展了制造内涵。
5D、6D打印等更高维度的打印技术概念也逐步进入研究视野，预示着增材制造的进一步发展。

增材制造技术发展与应用总结

技术类型	工艺特点	材料	优点	缺点
SLA	光固化	光敏树脂	精度高	需支撑结构，易翘曲
FDM	熔融沉积	ABS、PLA	成本低	精度低，需抛光处理
SLS	选择性激光烧结	金属粉末	精度高	速度慢，需后处理
SLM	选择性激光熔化	金属粉末	可直接制造金属件	需复杂工艺
LENS	激光工程化净成型	钴基粉	精度高	成本高
WAAM	电弧增材制造	金属丝	适用于大尺寸零件	表面粗糙，需后处理

风险提示

宏观经济波动加大：增材制造行业受宏观经济影响较大，若经济形势恶化，将影响市场需求和技术进步。
产业政策效果低于预期：政策支持对行业的发展至关重要，若政策执行不力，将影响行业增长。
原材料价格大幅波动：原材料价格的不确定性可能对成本控制和盈利能力产生影响。
市场风格快速变化：市场风格的快速切换可能影响行业的估值中枢。

代码	公司	股价（元）	市值（亿元）	EPS（元）	PE	PB	ROE（%）
002463.SZ	铂力特	21.00	401	0.56	37.46	3.32	13.22%
002815.SZ	楚江新材	12.72	114	0.62	20.42	2.37	11.47%
002436.SZ	高乐股份	12.63	217	0.37	34.34	3.32	15.71%
300502.SZ	英力特	42.73	230	1.31	32.73	4.63	15.10%
300185.SZ	万方发展	2.57	98	0.07	35.19	1.53	3.95%
600875.SH	秦川机床	19.23	559	0.73	26.20	1.74	5.42%
002272.SZ	有研粉材	6.70	29	0.12	57.31	2.04	1.72%

总结

增材制造技术正加速向4D打印等更高级别技术演进，推动制造模式从集中式向分布式、从标准化向个性化转变。3D打印技术的成熟和普及，使其成为增材制造的主流应用，而4D打印则为制造赋予了“时间”维度，使产品具备动态响应能力。未来，随着技术、材料、工艺的持续发展，增材制造将在更多领域实现应用突破，推动智能制造的全面升级。

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