3D打印行業(yè)成本分析

3D打印行業(yè)成本分析一、我們使用外源AI系統(tǒng)，對(duì)金屬3D打印進(jìn)行報(bào)價(jià)真實(shí)的成本報(bào)價(jià)相對(duì)具有較強(qiáng)的說服力，我們嘗試使用AI工具，使用某些典型金屬結(jié)構(gòu)件的3D打印STP文件，觀察3D打印與傳統(tǒng)機(jī)加工的成本差距。我們以3C領(lǐng)域（手機(jī)、智能手表）為例，我們此前在2023年7月6日深度《新·材料：金屬3D打印，產(chǎn)品升級(jí)牽引，降本增效驅(qū)動(dòng)應(yīng)用拓展》指出，3D打印在消費(fèi)電子領(lǐng)域首次量產(chǎn)應(yīng)用的原因，系在實(shí)現(xiàn)輕量化、一體化、高強(qiáng)度的同時(shí)，3D打印可更好地解決鈦合金傳統(tǒng)加工難度大和材料利用率低等問題。①3D打印具有一體化成型優(yōu)勢(shì)，加快生產(chǎn)周期。②低熱導(dǎo)率鈦合金的傳統(tǒng)數(shù)控加工成本高，3D打印綜合成本優(yōu)勢(shì)強(qiáng)。與鋁合金、不銹鋼等相比，鈦合金材屬難加工金屬，主要表現(xiàn)在導(dǎo)熱率低，縮短刀具壽命的同時(shí)破壞零件完整性，加工硬化、彈性模量低等導(dǎo)致刀具磨損和刀片溝槽磨損，傳統(tǒng)加工綜合成本高。③對(duì)于更貴的鈦合金，3D打印在原材料利用率上優(yōu)勢(shì)更突出。傳統(tǒng)減材制造方法的原材料利用率低，而3D打印技術(shù)是在需要的地方堆積材料，由于材料是逐層疊加的，據(jù)鉑力特招股書，材料利用率最高可超過95%?；谄涓邚?qiáng)度、輕量化、耐腐蝕等優(yōu)勢(shì)，鈦合金在3C高端領(lǐng)域逐步擴(kuò)大應(yīng)用。根據(jù)cnBeta，蘋果在2019年發(fā)布的AppleWatchSeries5系列中提供了鈦合金邊框版本，此后，AppleWatchUltra開始標(biāo)配鈦合金邊框。2023年秋季發(fā)布的iPhone15Pro系列（含Max版本）采用全新鈦金屬中框，成為蘋果首款采用航空級(jí)鈦金屬的手機(jī)。由于數(shù)據(jù)獲取有限，我們?cè)诰W(wǎng)絡(luò)尋找商店定制兩款機(jī)型的3D打印模型文件，基于iPhone14Pro14與AppleWatchSeries8的尺寸大小，iPhone14Pro14的147.5x71.4x7.7mm金屬中框與AppleWatchSeries8的45.0x38.0x7.9mm金屬外殼兩種典型消費(fèi)電子產(chǎn)品結(jié)構(gòu)件為例，并使用擇冪科技報(bào)價(jià)系統(tǒng)（Xometry），觀察不同金屬加工方式的報(bào)價(jià)價(jià)格差距。上述報(bào)價(jià)特征，不同結(jié)構(gòu)件、不同材料、不同工藝、不同批量總體呈現(xiàn)兩個(gè)特點(diǎn)（基于批量在1000件以內(nèi)）：（1）在1000件批量以內(nèi)，相比于傳統(tǒng)CNC，采用3D打印SLM工藝制造手機(jī)或手表鈦合金、鋁合金、不銹鋼結(jié)構(gòu)件的單價(jià)均更低，其中SLM在鈦合金結(jié)構(gòu)件上的單價(jià)優(yōu)勢(shì)更為顯著。（前者我們認(rèn)為是由于批量較小因素，Xometry報(bào)價(jià)系統(tǒng)強(qiáng)調(diào)個(gè)人定制化，因此其最大可選批量為1000件，但隨著需求量增加，如CNC的模具、設(shè)備成本可快速攤薄等）（2）在1000件批量以內(nèi)，隨著同一批次生產(chǎn)產(chǎn)量增加，CNC生產(chǎn)結(jié)構(gòu)件的單價(jià)明顯降低，SLM方式的單價(jià)基本不變，即SLM生產(chǎn)結(jié)構(gòu)件成本與同批次產(chǎn)量之間是簡單的倍增關(guān)系。前者我們強(qiáng)調(diào)為CNC的規(guī)模經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì)，后者強(qiáng)調(diào)3D打印的優(yōu)勢(shì)在于對(duì)結(jié)構(gòu)復(fù)雜度以及批量的較低成本敏感性。上述報(bào)價(jià)與實(shí)際差距，除不同企業(yè)利潤空間不同外，后處理差異也為重要不同。值得一提的是，上述報(bào)價(jià)（含CNC加工以及3D打?。谑窍到y(tǒng)自動(dòng)默認(rèn)選擇的后處理（系統(tǒng)稱為標(biāo)準(zhǔn)），而后處理過程對(duì)于3D打印同樣復(fù)雜，其成本占比不一定小。例如，據(jù)《SLM打印金屬零件成本分析與預(yù)測(cè)模型》（陳未，浙江大學(xué)碩士學(xué)位論文，2019年），在該論文假設(shè)的兩類打印場(chǎng)景中，后處理階段（該論文包括設(shè)備維護(hù)）的成本占比分別為52%、28%，占整體SLM打印金屬零件成本的比重并不低。二、成本：降本增效空間大，重點(diǎn)是降本趨勢(shì)非絕對(duì)值（一）拆分：從打印流程和成本耗費(fèi)類型的二維度拆分3D打印成本活動(dòng)從打印流程和成本耗費(fèi)類型的二維度拆分3D打印的成本活動(dòng)，根據(jù)《SLM打印金屬零件成本分析與預(yù)測(cè)模型》（陳未，2019），SLM工藝的打印過程成本可以分為打印作業(yè)準(zhǔn)備成本、打印作業(yè)成本和打印作業(yè)后處理成本三階段，其中后處理成本中包含了設(shè)備維護(hù)成本作為間接費(fèi)用；每一階段細(xì)分為物料成本、勞動(dòng)成本、能耗成本、間接費(fèi)用四類成本活動(dòng)。各個(gè)階段都涉及占比較大的間接費(fèi)用，主要形式為折舊費(fèi)用和設(shè)備維護(hù)支出；物料成本包括準(zhǔn)備階段向設(shè)備腔室通入的惰性保護(hù)氣體成本，以及打印生產(chǎn)階段的金屬粉末成本；打印準(zhǔn)備與后處理階段需要操作工手動(dòng)操作，打印生產(chǎn)階段不涉及人工成本；電能消耗主要集中在生產(chǎn)與打印后的表面處理階段，準(zhǔn)備階段的能源消耗時(shí)間較短。準(zhǔn)備階段的成本占比最少，生產(chǎn)階段與后處理階段成本（包括設(shè)備維護(hù)成本等間接費(fèi)用）較高。據(jù)《SLM打印金屬零件成本分析與預(yù)測(cè)模型》（陳未，浙江大學(xué)碩士學(xué)位論文，2019年），在該論文假設(shè)的兩類打印場(chǎng)景中，在非混合打印（不同種模型分別打?。﹫?chǎng)景下，準(zhǔn)備作業(yè)成本、打印作業(yè)成本、后處理階段成本占比分別為5%、43%、52%；在混合打?。ú煌N模型同時(shí)打?。﹫?chǎng)景下，準(zhǔn)備作業(yè)成本、打印作業(yè)成本、后處理階段成本占比分別為3%、69%、28%。設(shè)備與粉末成本占據(jù)3D打印成本的主要地位，技術(shù)邏輯下，打印生產(chǎn)階段成本的決定因素是結(jié)構(gòu)件幾何形狀的參數(shù)，不受打印模式安排與同批次打印數(shù)量影響。各種耗費(fèi)類型的打印成本構(gòu)成中，設(shè)備維護(hù)、金屬粉末、設(shè)備折舊三者的占比排序依次降低，且占據(jù)主要成本地位；冷卻分離&表面處理、設(shè)備調(diào)整（主要是人工費(fèi)用）、氣體消耗、電能消耗占比較小。粉末成本、電能消耗成本、折舊成本主要取決于幾何模型本身的形狀參數(shù)，在兩種打印模式下，他們的成本數(shù)值不變。打印生產(chǎn)階段的成本形式即為粉末成本、電能消耗與設(shè)備折舊三種，所以其他參數(shù)不變的情況下，打印生產(chǎn)階段的成本不會(huì)受到打印模式安排與同批次打印數(shù)量的影響，這是由3D打印的核心技術(shù)邏輯決定的。（二）敏感性分析：我們基于3D打印生產(chǎn)活動(dòng)材料耗費(fèi)進(jìn)行成本拆分基于SLM生產(chǎn)與技術(shù)邏輯，我們嘗試構(gòu)造3D打印結(jié)構(gòu)件的成本測(cè)算模型，并對(duì)基本設(shè)備狀況和設(shè)備折舊、粉末、氣體消耗、電力消耗、人工、后處理及其他各部分成本的相關(guān)參數(shù)做出假設(shè)。直觀感受看，相比于其他部分成本，粉末與設(shè)備在打印總成本中的占比具有主導(dǎo)地位。根據(jù)3D打印成本測(cè)算模型，同時(shí)我們假設(shè)某結(jié)構(gòu)件的原始毛坯重量為30g，使用材料為鈦合金，基于基準(zhǔn)模型參數(shù)，分別從設(shè)備效率、粉末單價(jià)、產(chǎn)品良率三個(gè)對(duì)3D打印總成本影響較大的角度進(jìn)行敏感性分析，討論3D打印的降本增效彈性與空間：（1）設(shè)備效率與打印成本的彈性：基于基準(zhǔn)模型的參數(shù)設(shè)置，在其他成本參數(shù)不變的情況下，但我們對(duì)設(shè)備價(jià)格進(jìn)行假設(shè)，設(shè)備的沉積效率參考鉑力特的產(chǎn)品宣傳冊(cè)，當(dāng)機(jī)器設(shè)備由2激光器S400型號(hào)升級(jí)為4激光器S400、6激光器S600、26激光器S1500，單個(gè)結(jié)構(gòu)件打印總成本下降幅度分別為14.9%、27.7%、48.4%。（2）粉末單價(jià)與打印成本的彈性：基于基準(zhǔn)模型的參數(shù)設(shè)置，在其他成本參數(shù)不變的情況下，粉末單價(jià)由0.8元/g下降為0.7元/g、0.6元/g、0.5元/g。以2激光器S400設(shè)備為例，單個(gè)結(jié)構(gòu)體打印總成本下降幅度分別為2.9%、5.8%、8.7%；以26激光器S1500設(shè)備為例，單個(gè)結(jié)構(gòu)體打印總成本下降幅度分別為5.8%、11.6%、17.4%。（3）產(chǎn)品良率與打印成本的彈性：基于基準(zhǔn)模型的參數(shù)設(shè)置，在其他成本參數(shù)不變的情況下，產(chǎn)品良率由70%提升至75%、80%、85%。以2激光器S400設(shè)備為例，單個(gè)結(jié)構(gòu)體打印總成本下降幅度分別為3.6%、6.7%、9.5%；以26激光器S1500設(shè)備為例，單個(gè)結(jié)構(gòu)體打印總成本下降幅度分別為5.1%、9.6%、13.6%。我們強(qiáng)調(diào)，成本結(jié)構(gòu)多路徑聯(lián)合，有望直接與間接實(shí)現(xiàn)3D打印的降本增效。根據(jù)上述設(shè)備、材料、良率角度的成本彈性分析，單個(gè)3D打印結(jié)構(gòu)件的成本下降空間潛力較大。此外，隨著3D打印技術(shù)發(fā)展、產(chǎn)業(yè)經(jīng)驗(yàn)成熟、生產(chǎn)自動(dòng)化程度提高、上游其他材料成本降低，設(shè)備、粉末、良率三大降本增效因素將間接降低增材制造的氣體消耗成本、電力消耗成本、后處理成本等在成本結(jié)構(gòu)中的其他成本，促進(jìn)3D打印降本增效的多路徑聯(lián)合實(shí)現(xiàn)。三、探討：如何從商業(yè)模式理解客戶的設(shè)備或服務(wù)需求（一）制造業(yè)增長途徑：企業(yè)如何利用人、財(cái)、物三大資源實(shí)現(xiàn)價(jià)值創(chuàng)造我們認(rèn)為，商業(yè)模式的基本定義在于企業(yè)如何利用現(xiàn)有資源去創(chuàng)造價(jià)值，而現(xiàn)有資源從形態(tài)上可劃分為人、財(cái)、物三大類，本質(zhì)上企業(yè)家需要統(tǒng)籌三大類資源以實(shí)現(xiàn)增長，具體的增長路徑為企業(yè)如何賺錢、賺多少錢的關(guān)鍵所在。商業(yè)模式是企業(yè)實(shí)現(xiàn)盈利、價(jià)值成長和基業(yè)長青的基礎(chǔ)，是由多個(gè)相互依存、互為補(bǔ)充的資源要素組成的整體結(jié)構(gòu)，構(gòu)建商業(yè)模式是為了實(shí)現(xiàn)企業(yè)價(jià)值的最大化，核心能力和資源整合是商業(yè)模式價(jià)值實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵影響因素。（二）3D打印現(xiàn)階段商業(yè)模式：較弱的規(guī)模經(jīng)濟(jì)與技術(shù)快速升級(jí)的供給為觀察3D打印行業(yè)的商業(yè)模式，基于企業(yè)可調(diào)用的人、物兩大資源，可對(duì)3D打印的典型企業(yè)建立兩個(gè)衡量盈利驅(qū)動(dòng)模式的核心指標(biāo)——生產(chǎn)人員人均產(chǎn)值和單位機(jī)器設(shè)備產(chǎn)值。以鉑力特為例，考慮到企業(yè)各年度之間存在存貨結(jié)轉(zhuǎn)及下游客戶確認(rèn)收入節(jié)奏的差異，年度產(chǎn)值定義為本年度的營業(yè)成本與年末存貨中剔除原材料部分的賬面價(jià)值之和?！吧a(chǎn)人員人均產(chǎn)值”定義為該年度的產(chǎn)值除以公司該年度年初及年末生產(chǎn)人員數(shù)量的均值，“單位機(jī)器設(shè)備產(chǎn)值”定義為該年度的產(chǎn)值除以公司該年度年初及年末機(jī)器設(shè)備賬面價(jià)值的均值。機(jī)器設(shè)備和人員是3D打印企業(yè)產(chǎn)值規(guī)模擴(kuò)大的核心，體現(xiàn)為對(duì)設(shè)備（資本開支）、人員（生產(chǎn)人員）雙重投入的要求。根據(jù)年報(bào)，以2019-2022年四個(gè)年度為分析期間，相比于2019年，鉑力特2022年實(shí)現(xiàn)年度產(chǎn)值增加至3.14倍、機(jī)器設(shè)備賬面價(jià)值均值增加至2.84倍、生產(chǎn)人員數(shù)量均值增加至4.53倍。其一，機(jī)器設(shè)備方面：鉑力特機(jī)器設(shè)備賬面價(jià)值增加倍數(shù)與總產(chǎn)值增加倍數(shù)相近，2019-2022年單位機(jī)器設(shè)備產(chǎn)值分別為0.99、1.02、1.36和1.09，隨著機(jī)器設(shè)備投入與產(chǎn)量提高，單位機(jī)器設(shè)備產(chǎn)值基本保持不變，2022年單位機(jī)器設(shè)備產(chǎn)值僅為2019年的1.10倍。設(shè)備端，以上或說明企業(yè)產(chǎn)值增長與機(jī)器設(shè)備投入增加為簡單的線性倍增關(guān)系，機(jī)器設(shè)備方面呈現(xiàn)弱規(guī)模經(jīng)濟(jì)，具體原因我們判斷系3D打印生產(chǎn)效率本質(zhì)體現(xiàn)為粉末沉積效率，比如考慮單個(gè)激光器，粉末沉積效率與其激光器的效率相關(guān)。其二，人員方面，鉑力特生產(chǎn)人員數(shù)量增加倍數(shù)明顯大于總產(chǎn)量增長倍數(shù)，在2019-2022年生產(chǎn)人員人均產(chǎn)值分別為122.94萬元/人、71.69萬元/人、71.98萬元/人和85.16萬元/人，隨著人員數(shù)量增加與產(chǎn)量提高，生產(chǎn)人員人均產(chǎn)值未發(fā)生明顯提高，或以上說明生產(chǎn)人員數(shù)量增長不能有效率地提高企業(yè)總產(chǎn)量，此處我們判斷主要源自現(xiàn)階段3D打印生產(chǎn)環(huán)節(jié)自動(dòng)化水平較低，同時(shí)還考慮到鉑力特生產(chǎn)可實(shí)現(xiàn)從上游原材料到下游機(jī)加工含熱處理，產(chǎn)業(yè)鏈的一體化部分限制單位生產(chǎn)人員的產(chǎn)值擴(kuò)大。人員方面，金屬3D打印的生產(chǎn)效率仍有較大提升空間。據(jù)AMReference公眾號(hào)推送，自2013年首次接觸激光選區(qū)熔化技術(shù)以來，北京機(jī)械動(dòng)力研究所致力于把增材制造作為常見的加工技術(shù)，現(xiàn)已擁有十幾個(gè)型號(hào)、上百種產(chǎn)品采用增材制造技術(shù)，年需求量超過3億元。其中某一型號(hào)產(chǎn)品生產(chǎn)需36-40臺(tái)大尺寸SLM設(shè)備，粉末需求達(dá)80-100噸。但在批產(chǎn)過程中，北京機(jī)械動(dòng)力研究所依然面臨一些現(xiàn)實(shí)的挑戰(zhàn)。AMReference發(fā)布了北京機(jī)械動(dòng)力研究所增材中心主任馬瑞就增材制造實(shí)踐面臨的以下問題做出的說明，舉例其中一項(xiàng)：3D打印整個(gè)生產(chǎn)周期工序較多，生產(chǎn)效率當(dāng)前仍然在較大提升空間。整個(gè)生產(chǎn)周期包含打印過程以及后處理部分，意味著在3D打印激光成型之后，依然有10余道后處理工序。北京機(jī)械動(dòng)力研究所增材中心主任馬瑞舉例一個(gè)打印時(shí)間為20天的產(chǎn)品的生產(chǎn)周期，來說明目前增材制造的生產(chǎn)效率較低。該產(chǎn)品整個(gè)生產(chǎn)周期中純加工時(shí)間占生產(chǎn)流程的63%，去掉20天內(nèi)的打印時(shí)間，后處理過程純加工時(shí)間占比為38%。除后處理工序數(shù)量較多、時(shí)間占比較大以外，所有工序都涉及生產(chǎn)準(zhǔn)備過程，且多數(shù)為手工作業(yè)，造成準(zhǔn)備時(shí)間長。此外，跟隨每一道工序的檢驗(yàn)周轉(zhuǎn)等也需要一定的時(shí)間。因此，3D打印技術(shù)整個(gè)生產(chǎn)周期工序較多、效率較低。3D打印供給端，尤其是設(shè)備環(huán)節(jié)技術(shù)仍處于快速升級(jí)趨勢(shì)中。效率提升方面，激光器數(shù)量增加、激光掃描系統(tǒng)速率提高、鋪粉方式升級(jí)、工藝規(guī)劃軟件升級(jí)等，均是提高金屬3D打印設(shè)備生產(chǎn)效率的重要路徑。單臺(tái)設(shè)備激光器數(shù)量增加是提高打印效率的重要路徑之一。激光器數(shù)量是金屬3D打印設(shè)備的技術(shù)指標(biāo)之一，多激光器設(shè)備伴隨技術(shù)升級(jí)銷售占比逐步增加。據(jù)華曙高科《發(fā)行人及保薦機(jī)構(gòu)回復(fù)意見》，公司多激光器設(shè)備銷售數(shù)量逐步提升，從單激光逐步擴(kuò)展到八激光，技術(shù)升級(jí)與單價(jià)逐步提升。國內(nèi)龍頭產(chǎn)品的關(guān)鍵技術(shù)指標(biāo)能夠達(dá)到國外巨頭同類產(chǎn)品水平，產(chǎn)品整體性能相當(dāng)。由于3D打印設(shè)備關(guān)鍵零部件仍然較多地使用進(jìn)口（如激光器、振鏡等），國內(nèi)企業(yè)技術(shù)研發(fā)主要集中于基于進(jìn)口零部件之上的設(shè)備制造與軟件優(yōu)化，因此短期內(nèi)產(chǎn)品性能可迅速趕上國際領(lǐng)先水準(zhǔn)。硬軟件能力提升，振鏡掃描速度提高，生產(chǎn)效率提升。振鏡最大掃描速度是影響打印效率的核心因素之一，最大掃描速度越快，可有效減少激光掃描跳轉(zhuǎn)時(shí)間，生產(chǎn)效率越高。據(jù)華曙高科招股書，與同行業(yè)可比公司相比，其高分子3D打印設(shè)備的最大成形尺寸、激光器數(shù)量、振鏡最大掃描速度和最大激光功率各項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)指標(biāo)均居于首位，設(shè)備的成形效率達(dá)到國際領(lǐng)先水平。國內(nèi)金屬3D打印企業(yè)主要客戶集中于航空航天高端裝備領(lǐng)域，盈利能力和穩(wěn)定性較高，有利于營收規(guī)模的穩(wěn)步增長。鋪粉、添粉方式改善，也是提升設(shè)備生產(chǎn)效率的重要路徑之一。例如，從單向鋪粉到雙向鋪粉，生產(chǎn)效率得到提升。據(jù)華曙高科公眾號(hào)2023年5月推送，公司FS350M采用成熟的雙向鋪粉技術(shù)，在保證成品質(zhì)量的前提下，縮短單層鋪粉時(shí)間，縮短打印間隔時(shí)間，比傳統(tǒng)單向鋪粉效率提高38%，且具備豐富的掃描策略，用戶可自主選擇高效率模式、智能模式、高質(zhì)量模式，滿足其個(gè)性化應(yīng)用場(chǎng)景需求；據(jù)鉑力特公眾號(hào)2022年9月推送，針對(duì)粉末循環(huán)系統(tǒng)，鉑力特已推出一套適配于批量規(guī)?；a(chǎn)的“輔機(jī)全家桶”，在設(shè)備準(zhǔn)備與打印過程中，可使用BLT-GF300供粉機(jī)在不影響打印進(jìn)程的情況下隨時(shí)進(jìn)行粉末添加；在打印結(jié)束取件過程中，雙工位的清粉設(shè)計(jì)配合BLT-WL400物料機(jī)可實(shí)現(xiàn)快捷地粉末回收。在設(shè)備不變的情況下，軟件如工藝規(guī)劃軟件升級(jí)，也是提高設(shè)備生產(chǎn)效率的重要途徑。例如，據(jù)鉑力特公眾號(hào)2023年2月新聞，鉑力特對(duì)工藝規(guī)劃軟件BLT-BuildPlaner進(jìn)行了版本升級(jí)，進(jìn)一步提高軟件的剖分效率、打印效率以及使用便捷性，為用戶提供提效、降本的打印路徑規(guī)劃方案。在早期版本中，BLT-BP主要面向雙光以下的設(shè)備，新版本軟件不再受設(shè)備激光器數(shù)量的限制，覆蓋了鉑力特面市的全部機(jī)型。該新聞還提及，BLT-BP在升級(jí)之后，零件制造成本下降與設(shè)備激光器數(shù)量增長之間幾乎呈線性關(guān)系，設(shè)備激光器數(shù)量越多，節(jié)省的成本越大，越能為客戶創(chuàng)造可觀的利潤價(jià)值。未來SLM設(shè)備呈現(xiàn)大型化趨勢(shì)，3D打印技術(shù)創(chuàng)新方興未艾。3D科學(xué)谷2023年4月7日推送稱，根據(jù)AMPower2023全球工業(yè)增材制造市場(chǎng)報(bào)告，2022年選區(qū)熔融金屬3D打印的一個(gè)直觀的發(fā)展趨勢(shì)是超過600mm加工尺寸的大型設(shè)備需求上升，其中航空航天領(lǐng)域購買的金屬3D打印設(shè)備單臺(tái)均價(jià)在100萬歐元以上，一方面滿足大尺寸加工零件需求，一方面滿足小批量零件的量產(chǎn)制造需求。大型設(shè)備在2022年后呈現(xiàn)需求上升趨勢(shì)，例如，根據(jù)3D打印技術(shù)參考2023年11月14日推送，德國Formnext展上，多家中國金屬3D打印廠商獲得了海外大尺寸金屬3D打印機(jī)訂單。（三）基于現(xiàn)有商業(yè)模式：理解客戶批量化對(duì)設(shè)備或服務(wù)采購需求的側(cè)重我們認(rèn)為，對(duì)于具有規(guī)?；枨蟮闹圃鞓I(yè)企業(yè)而言，是否具有成本端的累積優(yōu)勢(shì)是獲客并持續(xù)盈利的關(guān)鍵之一。典型如晶圓代工行業(yè)，其龍頭份額集中的關(guān)鍵在于具備研發(fā)與成本的累積優(yōu)勢(shì)。我們?cè)?021年12月外發(fā)報(bào)告《新·視角：航空發(fā)動(dòng)機(jī)，長現(xiàn)金流視角，從經(jīng)營物質(zhì)到經(jīng)營風(fēng)險(xiǎn)》中對(duì)航空發(fā)動(dòng)機(jī)商業(yè)模式進(jìn)行思考，其中指出，晶圓代工商業(yè)模式的重要特點(diǎn)之一是，在行業(yè)的工藝與技術(shù)高壁壘下，業(yè)內(nèi)頭部廠商前期規(guī)模、技術(shù)、人員等生產(chǎn)資源的投入，會(huì)逐漸積淀成企業(yè)的創(chuàng)新能力，創(chuàng)新方向與資源投入具有一致性，避免資源的浪費(fèi)，提高經(jīng)營與生產(chǎn)效率。隨著摩爾定律的不斷進(jìn)行，掌握核心工藝技術(shù)的臺(tái)積電，在關(guān)鍵制程節(jié)點(diǎn)取得領(lǐng)先優(yōu)勢(shì)后，會(huì)逐步加大資源投入，進(jìn)一步在制程方向上持續(xù)取得領(lǐng)先優(yōu)勢(shì)，前期積累的資本投入及技術(shù)經(jīng)驗(yàn)逐步鞏固公司護(hù)城河，形成“先進(jìn)制程獲得高市場(chǎng)份額→高營收規(guī)模→高資本支出與研發(fā)投入→持續(xù)穩(wěn)固先進(jìn)制程優(yōu)勢(shì)→更高營收規(guī)模支持更高資本支出與研發(fā)投入”良性發(fā)展驅(qū)動(dòng)力。從這個(gè)角度考慮，3D打印結(jié)構(gòu)件制造仍屬于典型的重資產(chǎn)行業(yè)，設(shè)備與人員的雙重投入為其典型特征。但供給端，尤其是設(shè)備環(huán)節(jié)（重資產(chǎn)的重要部分）仍處于快速技術(shù)進(jìn)步的過程中，對(duì)于部分缺乏設(shè)備制造與升級(jí)能力，但需求規(guī)模較大、行業(yè)對(duì)成本敏感的客戶而言，前期巨額設(shè)備資本投入較難形成累積優(yōu)勢(shì)，現(xiàn)階段后發(fā)者可憑借效率更快、尺寸更大的設(shè)備實(shí)現(xiàn)更低成本。四、趨勢(shì)：除了3C，3D打印哪些方向應(yīng)用值得重視（一）結(jié)合Gartner曲線判斷，3D打印或正進(jìn)入產(chǎn)業(yè)化發(fā)展的新階段當(dāng)前，3D打印有望逐步進(jìn)入Gartner曲線生產(chǎn)高峰期，并展現(xiàn)出重要工業(yè)潛力。（1）3D打印有望成為批量生產(chǎn)和最終零部件生產(chǎn)的可行性工業(yè)制造解決方案之一。根據(jù)Hubs發(fā)布《3DPrintingTrendReport2022》，對(duì)應(yīng)Gartner曲線，3D打印行業(yè)在2020年后逐步進(jìn)入生產(chǎn)高峰期，這意味著3D打印不再只適用于原型模具設(shè)計(jì)，而有望成為批量生產(chǎn)和最終零部件生產(chǎn)的可行性工業(yè)制造解決方案，2021年以來3D打印已可以用于系列化產(chǎn)品的生產(chǎn)。（2）更快的交付周期和更高的幾何復(fù)雜性為3D打印帶來了更廣闊的市場(chǎng)。3D打印正在發(fā)展成熟并展現(xiàn)出重要的工業(yè)潛力，Hubs最新調(diào)查結(jié)果預(yù)計(jì)2023年全球3D打印市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)199億美元，同比增長將達(dá)17%。（3）3D打印的主要用途也日益豐富。根據(jù)WohlersAssociates發(fā)布的《WohlersReport2022》，在所有主要用途中，最終零部件已經(jīng)成為占比最大的用途，為33.7%，其次原型設(shè)計(jì)的占比達(dá)到24.40%。原型設(shè)計(jì)即在全面生產(chǎn)之前開發(fā)樣品以供設(shè)計(jì)評(píng)估與迭代等。通過此舉，產(chǎn)品開發(fā)的速度提升，周期變短。（4）3D打印能夠適用于不同規(guī)模的下游需求。根據(jù)Hubs發(fā)布的《3DPrintingTrendReport2022》，在小批量（100-1000個(gè)零件）生產(chǎn)中，3D打印可以生產(chǎn)輕質(zhì)、堅(jiān)固、結(jié)構(gòu)復(fù)雜的零件，為賽車、航空航天業(yè)等青睞。例如GE公司的GE9X發(fā)動(dòng)機(jī)包含300個(gè)以上的3D打印最終用途零部件，從而提高了燃油消耗效率。除小批量生產(chǎn)外，3D打印開啟了大規(guī)模定制的選項(xiàng)。例如遠(yuǎn)程牙科公司SmileDirectClub使用HPJetFushion3D打印為客戶定制超百萬個(gè)牙齒矯正器。此外，3D打印也開啟了批量生產(chǎn)的新時(shí)代，例如阿迪達(dá)斯聯(lián)合Carbon使用3D打印批量生產(chǎn)名為4DFWD跑鞋。（二）產(chǎn)業(yè)化可關(guān)注領(lǐng)域之一，以高超聲速飛行器發(fā)展?fàn)恳?D打印應(yīng)用美國開展大量關(guān)于高超聲速飛行器的發(fā)展戰(zhàn)略與技術(shù)研究。據(jù)《美國高超聲速武器發(fā)展路線簡析》（孫宗祥，2023），高超聲速武器具有速度快、航程遠(yuǎn)、能機(jī)動(dòng)飛行、突防和打擊能力強(qiáng)等特點(diǎn)，能夠快速打擊遠(yuǎn)程時(shí)敏目標(biāo)、堅(jiān)固/深埋目標(biāo)，未來還可發(fā)展為可重復(fù)使用、快速響應(yīng)、有效進(jìn)出空間的武器平臺(tái)。21世紀(jì)以來，美國積極發(fā)展高超聲速武器，作為常規(guī)快速全球打擊的重要手段。為了角逐高超聲速技術(shù)戰(zhàn)略制高點(diǎn)，應(yīng)對(duì)俄羅斯等國家在高超聲速武器快速發(fā)展壓力，美國在新版國家安全戰(zhàn)略、國防戰(zhàn)略和相關(guān)科技發(fā)展戰(zhàn)略指引下開展了大量高超聲速武器發(fā)展戰(zhàn)略和技術(shù)研究。據(jù)《3D打印技術(shù)在高超聲速技術(shù)領(lǐng)域的應(yīng)用研究》（林旭斌，戰(zhàn)術(shù)導(dǎo)彈技術(shù)，2018年），“相對(duì)于傳統(tǒng)的航空航天飛行器，高超聲速飛行器在臨近空間/大氣層內(nèi)長時(shí)間以超過馬赫數(shù)5的高速持續(xù)飛行，工作環(huán)境惡劣，尤其在彈身/機(jī)身外形局部的氣動(dòng)駐點(diǎn)、激波附著點(diǎn)，以及采用吸氣式動(dòng)力形勢(shì)的發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣道、燃燒室等部位，熱環(huán)境尤其嚴(yán)酷，對(duì)零組件材料的耐高溫性能、結(jié)構(gòu)的力學(xué)性能等有著很高要求，同時(shí)對(duì)零組件空間外形、自身重量等也有著苛刻要求。3D打印技術(shù)在高超聲速技術(shù)相關(guān)領(lǐng)域的應(yīng)用日漸增多，已經(jīng)成為解決高超聲速飛行器制造瓶頸的關(guān)鍵所在。在傳統(tǒng)制造技術(shù)無法滿足要求時(shí)，3D打印技術(shù)以其能夠快速制備具有高材料性能、異形結(jié)構(gòu)、整體特性的零部件特點(diǎn)，在高超聲速飛行器相關(guān)領(lǐng)域得到了愈發(fā)廣泛的應(yīng)用，甚至成為解決一些高超聲速飛行器特殊零部件瓶頸的唯一選擇?！保ㄈ┊a(chǎn)業(yè)化可關(guān)注領(lǐng)域之二，受商業(yè)航天發(fā)展對(duì)航天器減重需求的牽引以3D打?。ㄔ霾闹圃欤┑墓に嚶窂缴?jí)，是實(shí)現(xiàn)火箭從材料、模具、人工降本的重要途徑。例如，據(jù)中國航天報(bào)公眾號(hào)2023年4月推送，《2021~2028，中國下一代液體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)研制進(jìn)入“八年九機(jī)”節(jié)奏》，相比傳統(tǒng)制造模式，液體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)關(guān)鍵零組件通過3D打印成型，可以讓產(chǎn)品生產(chǎn)周期縮短40%，成本降低20%~30%，合格率和可靠性顯著提升。西發(fā)公司增材制造創(chuàng)新中心副主任工藝師王云介紹，“八年九機(jī)”中有一型發(fā)動(dòng)機(jī)38%重量的構(gòu)件由3D打印而成，產(chǎn)品合格率超過98%。他們現(xiàn)在的目標(biāo)是一年高質(zhì)量打印上萬件產(chǎn)品，全面進(jìn)入“八年九機(jī)”節(jié)奏。應(yīng)用于火箭衛(wèi)星領(lǐng)域的增材制造技術(shù)有望逐步增加。據(jù)3D打印技術(shù)參考2023年3月9日推送，2022年12月9日首飛成功的、首次實(shí)施中國運(yùn)載火箭海上熱發(fā)射的捷龍三號(hào)火箭和2022年12月16日成功發(fā)射的長十一火箭，其部分構(gòu)件均是科研人員應(yīng)用3D打印技術(shù)制造。據(jù)首都航天機(jī)械有限公司總工藝研究師王福德介紹，捷龍三號(hào)火箭上的2件衛(wèi)星適配器和1件過渡段采用電弧熔絲增材制造技術(shù)打印，長十一火箭上的衛(wèi)星適配器的端框也采用電弧熔絲增材制造技術(shù)制造，衛(wèi)星適配器的8件支撐桿采用激光選區(qū)熔化增材制造技術(shù)打印。另外，2022年長十一火箭還完成了三次發(fā)射，其中衛(wèi)星適配器均采用電弧熔絲增材制造技術(shù)打印。增材制造技術(shù)由于無需工裝模具，且制造周期短，可滿足快速響應(yīng)、低成本和高質(zhì)量的單件生產(chǎn)需求，同時(shí)又可以提供產(chǎn)品結(jié)構(gòu)功能一體化的設(shè)計(jì)水平，在實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品減重同時(shí)，提高系統(tǒng)的可靠性。（四）產(chǎn)業(yè)化可關(guān)注領(lǐng)域之三，Peek材料牽引，在機(jī)器人等領(lǐng)域拓展增材制造提供了結(jié)構(gòu)快速成型、材料結(jié)合應(yīng)用的可能，助力了機(jī)器人減重，使機(jī)器人擁有了更高的性能和靈活性。3D打印的獨(dú)特設(shè)計(jì)