铂力特专题研究:3D打印龙头,空天增材制造先锋 

3D打印新闻 /[市场]
发布时间: 2021-08-09 06:43
报告出品方/作者:德邦证券

1. 国内 3D 打印龙头,营收业绩持续稳定增长

1.1. 十余载深耕行业,铸就金属增材制造专家

西安铂力特增材技术股份有限公司是国内增材制造行业最早的参与者之一。公司秉持“让制造更简单,世界更美好”的愿景,一直致力于 3D打印技术的发展。经过多年技术研发及行业应用的积累,目前公司已发展成为国内最具产业化规模的金属增材制造企 业。

公司在国内 3D 打印行业的领先地位来自对研发的重视。截至 2020 年底,公司拥有员工 700 余人,其中研发人员占比 26.88%,研发费用率高达 16.55%,拥有增材制造装备 150 余台,相关分析检测装备 50 余台,是国内最大的金属增材制造产业化基地。公司拥有独立的研发机构和技术团队,研发实力雄厚,目前已累计申请专利 327 项,拥有授权专利 153 项,其中发明专利 51 项,实用新型专 利 88 项,外观设计专利 14 项。

公司股权结构稳定,折生阳、黄卫东和薛蕾为公司实控人。截至一季报,公司董事折生阳先生直接持有公司 21.8%的股份,公司董事兼首席科学家黄卫东先生通过萍乡晶屹间接控制公司 8.39%的股份,公司董事长兼总经理薛蕾先生直接及间接控制公司 7.08%的股份。2015 年 12 月,三人签署一致行动协议,三人合计控制公司 37.27%的股份,为公司共同实控人。

股权激励绑定优质人才。根据激励计划,公司拟向激励对象授予 400 万股限制性股票,其中首次授予 320 万股,预留 80 万股。2020 年 11 月 17 日,公司以 20 元/股的授予价格向符合授予条件的 93 名激励对象授予 320 万股限制性股票, 占目前公司股本总额 8000 万股的 4%,计划分 4 期行权,激励对象须同时满足设 定的公司业绩要求和个人绩效考核要求方可按照行权安排行权。

1.2. 公司业务多元布局,自有产品占比不断提升

目前公司已经对 3D 打印上游原材料、中游设备、下游制造形成完整覆盖。成立至今的十年间,公司逐渐发展成为以 3D 打印设备及配件(自研)、3D 打印定制化产品、3D 打印原材料、3D 打印技术服务、代理销售设备及配件为五大核心产品的多元化产业集团,业务范围涵盖金属 3D 打印服务、设备、原材料、工艺设 计开发、软件定制化产品等,下游客户广泛分布于航空航天、机械、轨道交通、电 子、汽车、医疗齿科及模具等行业。
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公司的业务布局主要分为五大板块:

3D 打印定制化产品(营收占比 51.45%):公司通过自有 3D 打印设 备为客户提供 3D 打印零件的设计、生产及相关服务,因 3D 打印能够实现轻量化减重、复杂内腔结构以及零件整体化功能集成,在航空航天领域应用尤其广泛。

3D 打印设备及配件(营收占比 36.65%):由于国外增材制造装备核心技术对我国进行封锁,公司自 2011 年成立以来便不断通过自主创 新来进行技术突破,自主研发并生产了十余个型号的增材制造装备, 出货量及市场占有率在国产金属 3D 打印设备市场中排名第一。

代理销售设备及配件(营收占比 8.18%):EOS 是目前全球最大的金属增材制造设备提供商,公司代理销售部分EOS金属增材制造设备, 并向客户提供本地化的EOS设备相关维护等服务。在应用端为客户提供全方位的示范、培训、服务等工作不仅加深了公司对下游需求、工艺的理解,还积累了大量 的客户资源,为公司自有设备成熟后的业务开拓打下了良好的基础。

3D 打印原材料(营收占比 3.14%):原材料粉末是影响零件成型性能 的关键因素之一,公司在金属材料、功能材料、金属基复合材料方面具有丰富的研究基础,在金属增材制造的新材料开发领域处于领先地位。公司目前已经成功解决了传统牌号材料成形沉积态残余应力高、工艺适应性差等问题,减少了传统材料在 3D 打印过程中开裂、变形。

3D 打印技术服务(营收占比 0.58%):公司在为客户提供多种尺寸、 多种成形工艺的金属增材制造的同时,还提供全方位、专业性强的金属 3D 打印技术服务,具体包括工艺咨询服务、设计优化服务、逆向 工程服务、软件定制服务等。
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3D 定制化产品与 3D 打印设备是公司最主要的两大业务。3D 打印设备及配件业务实现营收 1.51 亿元,同比大幅增长 90.7%,占比 36.7%,主 要系公司深耕航空航天领域并不断开拓新市场与新领域所致。

近年来公司自主产品占比不断提升,对代理销售业务的依赖逐渐下降。随着公司自有 3D 打印设备不断成熟,目前已经对代理的德国 EOS 产品形成替代,公 司代理销售业务占总营收的比例已经从 2017 年的 36.3%下降至 2020 年的 8.2%。 目前代理业务基本完成了自己的历史使 命,预计未来也将进一步让位于公司的自主 3D 打印设备。

从下游行业来看,航空航天仍为公司最主要的营收来源。2020 年实现营收2.17 亿元,同比增长 7.3%,占总营收的 52.6%,同时也为毛利率最高的领域,达 到 59.9%。相比一般制造业,航空航天行业更看 重产品性能,对制造成本的敏感度较低,为 3D 打印企业提供了较高的盈利空间, 公司深耕航空航天领域,在军工供应链中牢牢占据了一席之地,稳定的盈利支撑 起公司高额的研发开支,形成良性循环。

1.3. 营收业绩持续增长,盈利水平稳步提升

近年来,公司发展迅速,营收和利润保持高速增长。从 2016 年到 2020 年的 4 年间,公司营业收入从 1.66 亿元增长到 4.12 亿元,年均复合增速达 25.5%; 归母净利润从 0.31 亿元增长到 0.87 亿元,年均复合增速 29.4%,充分体现出公 司良好的成长性与盈利能力。公司 2021Q1 归母净利同比大幅下滑主要系计提限制性股票的 股份支付费用 4190 万元,扣除此部分影响后公司 Q1 归母净利同比仍为正增长。
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公司盈利能力稳步增长,研发投入逐年上升。随着公司技术的不断成熟,生 产成本不断降低,高毛利的自主设备销售占比不断上升,公司毛利率逐年稳步提 升,在 2020 年达到 52.7%,净利率在 20%的水平小幅波动。近年来公司研发、 管理费用率呈不断上升趋势,2020 年研发费用率达到 16.6%,充分体现了公司对核心技术的重视。

公司当前偿债能力良好,经营现金流不断改善。截至 2021Q1, 公司在手货币类资产可以覆盖所有流动负债。公司经营现金流近年来由负转正, 并保持不断增长的良好势头,2020 年达到+0.91 亿元,预计未来有望持续改善。

2. 3D 打印市场规模持续增长,航空航天领域需求率先崛起

2.1. 传统减材制造瓶颈显现,增材制造技术应运而生

2.1.1. 3D 打印与传统制造方式互为补充

与传统制造方式相比,3D 打印具有可实现复杂结构、缩短产品设计周期、减 少材料浪费等优点,是对前者不足之处的一种补充。3D 打印技术只需计算机制作的 CAD 模型即可直接生产, 针对某型泵轮的生产,制作模具将耗费 4 万美元,工期需要 7 到 9 周,而 3D 打 印制作原型的成本仅为 3150 美元,工期缩短至 1 周,大幅降低了制造时间和成 本。

2.1.2. SLM 是目前最主流的金属 3D 打印技术

目前主流 3D 打印技术可以分为金属和非金属两类,根据应用场景不同可以分为工业级和桌面级(消费级)两类。由于桌面级 3D 打印 设备技术门槛不高,竞争激烈且毛利率水平较低,铂力特等国内 3D 打印巨头大 都专注于金属工业级 3D 打印应用。

SLM 是金属 3D 打印中应用最广泛的技术。目前金属 3D 打印工艺原理都是 通过大功率激光束或电子束融化金属粉末材料,一层一层堆积成一个整体。根据送粉模式的不同,主要分为 SLM 激光选区熔化(铺粉)和 LSF 定向能量沉积(送 粉)两大主流类别,前者占据了金属 3D 打印绝大部分市场份额。
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2.1.3. 3D 打印产业链梳理

增材制造经过 30 余年的发展,已经形成了一条完整的产业链。上游涵盖激光器、振镜、三维扫描设备、3D 打印软件、粉末原材料等,中游以 3D 打印设备生 产厂商为主,部分也同时提供打印服务及原材料供应,在整个产业链中占据主导 地位,下游行业应用已覆盖航天航空、汽车工业、船舶制造、能源动力、轨道交 通、电子工业、模具制造、医疗健康、文化创意、建筑等各领域。

受制于国内整体产业链的不完善,国产 3D 打印设备部分核心零部件仍需进 口。如高功率激光器及光束整形系统、高品质电子枪及高速扫描系统、大功率激 光扫描振镜、动态聚焦镜等精密光学器件、阵列式高精度喷嘴/喷头等严重依赖进 口,激光器市场基本被 IPG 和 Trumpf 等 3~4 家国外企业占有,扫描振镜市场则主要被德国 Scanlab 公司占有,目前国产 3D 打印设备控制软件也大多依靠进口。

2.2. 智能化浪潮下,3D 打印市场快速兴起

2.2.1. 全球:市场快速增长,美国、德国规模领先

经过多年发展,3D 打印产业迈入成长加速期,3D 打印在全球范围内呈现快 速增长态势。根2020 年全球 3D 打印产业规模接近 128 亿 美元,同比增长 7.5%,长期来看行业高增长的趋势并没有改变。预测全球 3D 打印市场有望在 2025 年突破 1200 亿美元。
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目前 3D 打印市场主要集中在美国和德国,中国潜力较大。2019 年,美国 3D 打印产业规模占全球比重的 40.4%,德国是仅次于美国的 世界第二大 3D 打印设备供应者和 3D 打印材料与服务提供者,产业规模占全球比 重的 22.5%;中国整体产业规模占全球的 18.6%,略低于德国排名第三;日本和 英国紧随其后,分别占全球产业规模的 8.2%和 6.3%。

航空航天及国防是 3D 打印应用的重要领域。3D 打印技术在航空航天的应用规模近年来增长迅速,其市场份额从 2015 年的 16.6% 提升到 2017 年的 18.9%,市场规模达到 13.87 亿美元。当前航空航天零部件产业产值规模超过 1500 亿美元,但 3D 打印应用在其中的份额 尚不足 1%,未来市场空间广阔。

2.2.2. 中国:起步虽晚但在下游需求牵引及政策支持下实现快速追赶

中国 3D 打印行业相比欧美发达国家起步较晚,但在下游需求牵引及政策支 持下实现快速追赶。在行业发展初期,我国 3D 打印行业存在着产业链不完整、原材料不成熟、技术标准混乱等问题,随着各级地方政府积极推进地区规划政策落实,中国 3D 打印产业逐渐走向成 熟,与世界先进水平差距不断缩小,市场呈现快速增长趋势。

2014-2016 年的 3 年间,中国 3D 打印产业 规模实现了翻倍增长,年均增速超过 50%。2017 年,中国 3D 打印领域相关企业 已经超过 500 家,产业规模超过 100 亿元,增速略微放缓至 40%左右,但仍高于 全球增速近 20 个百分点。随着政策的持续引导以及行业标准制定工作的进一步推 进,3D 打印在我国应用的广度和深度将加速拓展。预测我国 3D 打印市场规模有望在 2023 年超过 100 亿美元。

本土化服务优势助力国产 3D 打印厂商实现进口替代。由于 3D 打印产品具 有高定制化的特点,生产设备与产品需求之间的关系相比其他生产方式更加紧密, 这就要求 3D 打印设备厂商要对客户提供频繁的售后与技术支持,而这正是 EOS、 3D System 等国外厂商所不具备的能力,他们无法及时响应客户的需求。

2.3. 航空航天与 3D 打印最为契合,有望率先迎来大规模应用

一方面,航空航天领域特别注重产品的性能,尤其是军用领域很多时候为了获得更高的性能 不计成本,较低的价格敏感度为 3D 打印在航空航天的大规模应用打开了空间。 另一方面,“轻量化”、“高强度”以及“复杂零件集成化”一直是航空航天零部件 制造和研发的主要目标,3D 打印技术的出现使得传统制造工艺无法实现的结构成 为了可能,反过来促进了航空航天行业的发展。航空航天与 3D 打印相辅相成,未来最有可能成为率先大规模应用的市场。

3D 打印在航空航天领域的优势主要体现在以下几个方面:

1)能够实现复杂的结构设计并减重。3D 打印在生产复杂精细结构方面具有独特优势,对于航空航天来说,减重 是永恒的主题。粗略统计飞机重量减少一磅,平均每年可以节省 1.1 万加仑燃油。 3D 打印在一定程度上解除了制造工艺对结构设计的约束,大幅提升了航 空航天行业的设计和想象力,因此越来越多的部件设计开始建立在通过 3D 打印制造的前提下。
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2)降低原材料成本。航空航天行业大多使用价格昂贵的战略材料,大型航空钛合金零件的材料利用率非常低, 3D 打印相比传统 减材制造几乎没有材料浪费,大幅降低了原材料成本。

3)减少零件数量并提高零件性能。航空航天的零部件一般都较为复杂,部件 通常需要由更细小的零件焊接组装而成,零件与零件之间的配合、传导在 一定程度上影响了部件的整体性能,而 3D 打印技术能够对复杂部件一体 成型,显著提升了部件的性能。

4)显著缩短新装备的研发周期。航空航天技术关系国家安全,世界各国之间 竞争激烈,各国都试图更快地研发出新的装备。金属 3D 打印技术让高性 能金属零部件,尤其是高性能大结构件的制造流程大为缩短,无需研发零 件制造过程中使用的模具,大幅缩短了产品研发制造周期。

近年来,3D 打印在航空航天领域中的应用愈加广泛,市场进入迸发前夜。2016 年,空客公司搭载有增材制造部件的 A350 客机完成了为期两年的测试,展 现了增材制造在航空工业上的技术可行性和未来潜力;2017 年,波音公司在 787 Dreamliner 客机上使用 3D 打印钛合金部件,预计可将每架 787 客机的制造成本 节省 200~300 万美元;截至目前,GE 已顺利生产了超过 6 万个 3D 打印燃油喷 嘴,而 GE9X 作为目前世界上最先进的商用发动机之一,整体使用了 304 个 3D 打印零部件,涵盖燃油喷嘴、热交换器、导流器、叶片等七大类部件,为其他发动 机厂商的新型号研制提供了指引;在航天领域,SpaceX 早在 2013 年就通过 3D 打印制造了 SuperDraco 飞船火箭发动机的引擎室,实现了传统工艺难以制造的 复杂冷却通道、喷油头和节流系统。

我国作为航空航天领域的追赶者,也将在很大程度上参考国外大规模使用 3D 打印技术的经验。此外,由于航空航天行业的敏感性,国外领先的 3D 打印企业如 GE 增材、EOS 等与铂力特等国内 3D 打印企业很少出现直接竞争,同时国外厂 商的服务能力较弱,无法及时响应国内客户的需求,因此具有本土化服务、响应 迅速优势的国产 3D 打印厂商有望更多的获得客户的青睐,竞争格局优越。

3. 3D 打印赛道长远,全产业链布局助力持续增长


3.1. 短期看我国航空航天需求迎来爆发

3.1.1. 航空领域:受益于新一代航空装备加速列装

与美国相比,我国在运输机、直升机等类型的数量上还有较大差距。2020 年,美国共有现役战斗机数量 2717 架,俄罗斯 1531 架,中国 1571 架,分别占全球战斗机总量的 19%,10%和 11%。而在运输机、通用直升机等领域,由于我国受到航空发动机性能的制约,部分型号 依赖进口,飞机产能长期受限,与美、俄的差距则更大。
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从质量上来看,我国二代机仍占据较大比例,急需升级换代。从战斗机构成分布上看,美国现役战斗机已经实现了全三代以上,并开始加速列装 F-35 四代战 机,仅已披露订单量就达 2000 余架,现役四代机 374 架,占歼击机总数的 16.6%。 而我国目前仍有 780 余架以歼-7、歼-8 为代表的二代机,占比高达 55%,三代机、 四代机数量和美国相比差距巨大,老旧装备型号急需升级换代。

随着“20 系”先后列装,我国空军换代节奏即将进入快车道。随着过去数十 年的研究成果逐渐显现,以歼-20、运-20、直-20 等为代表的我国新一代航空装备 逐渐列装部队,实现了中国空军装备的跨代升级。经过一到两年的小规模生产, 产能不断爬坡,并且随着新型国产发动机开始成熟并列装,我国新一代航空装备有望进入全面批量生产,而近年来我国军费支出保持稳定增长,也将为空军装备的更新换代升级提供保障。

3.1.2. 航天领域:未来数年中国航天将进入密集发射期

随着我国空间站建设完成在即,中国载人航天即将进入常态化发射。2022 年,我国将全面进入空间站在轨建造阶段,包括两次空间站舱段问天、梦天 的发射任务,以及两艘货运飞船和两艘载人飞船的发射任务。到 2022 年年底,我国空间站基本建造完成,并转入后续的应用阶段。空间站建成后,航天员和科学 家将频繁来往于天地之间,中国载人航天将进入常态化发射,而相关飞船、火箭 的生产也会告别目前的定制,开始进入小批量生产。

卫星互联网建设纳入新基建,未来五年有望进入高速发展。2020 年 4 月,国 家发改委首次明确“新基建”范围,卫星互联网与 5G、工业互联网等一起被列为 通信网络基础设施,卫星互联网进入高速发展阶段。从建设进程上来看,我国星座组网初具雏形,民营企业也积极响应,推动星座规模部署。预测十四五期间我国有望发射约 3100 颗商业卫星,从而带动整个航 天产业的需求。

3.2. 长期看一般制造业渗透率提升

轻量化与定制化需求有望不断推动 3D 打印在汽车行业的应用。汽车行业是 3D 打印技术最早的应用领域之一,相比传统工艺,3D 打印可显著减轻零部件的 重量,满足汽车的轻量化需求。在过去十年间,宝马已经通过 3D 打印生产了 100 万个零部件,这也使其成为第一家利用 3D 打印技术批量生产零部件的汽车制造 商。仅 2018 年,宝马集团 3D 打印生产中心的产量就超过 20 万件,同比增长 42%。
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医疗行业由于不同患者的高定制性,一直是 3D 打印技术最有潜力的应用领 域之一。3D 打印可用于齿科、骨科甚至活体器官制作,显著提高生产效率并缩短 服务周期,改善用户体验。随着未来成本的进一步下降,3D 打印有望惠及更广泛 的患者人群。

近年来公司来自非航空航天领域的营收规模保持快速增长。2020 年得益于对其他行业市场的大力开拓与应 用挖掘,公司来自工业机械领域的营收达到 1.15 亿元,同比有 81%的大幅增长, 工业机械领域也成为公司第二大营收来源,占比达到 27.9%,在一定程度上分散了公司营收过于依赖航空航天领域的风险。

3.3. 全产业链布局优势明显,设备自给产能扩张无忧

相比其他国内 3D 打印公司,全产业链布局是公司最大的优势。通过 3D 打印制造业务,公司可以充分了解 3D 打印在实 际应用中的痛点和问题,并得到实时的反馈,向上促进公司 3D 打印设备的迭代 优化。而从打印制造服务端来看,公司所有 3D 打印设备均为自产,大幅降低了生 产成本,相比设备要依靠外购的厂商优势明显。同时,公司也在积极开发 3D 打印专用的 金属粉末材料,现有的几种自有牌号比如 TiAM1 性能比传统通用粉末材料更好。 因此,相比其他 3D 打印公司聚焦于产业中的某一环节,铂力特在 3D 打印产业链 中的每个环节都做到了前列,竞争优势明显。

凭借 3D 打印设备自研优势,公司产能扩张节奏自主可控。根据公司披露, 2018、2019、2020 年公司 3D 打印设备数量分别达到 80 余台、100 余台、150 余台,目前已成为国内最大的金属 3D 打印制造基地,并且近年来公司产能接近 满产状态。公司 3D 打印设备年产能超过 150 台,足以满足后续扩产需求。
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4. 盈利预测

关键假设:

(1)3D 打印定制化产品(打印业务):受益于我国国防信息化建设及强军目 标的支持,航空航天市场需求有望迎来爆发,公司打印业务放量在即。同时公司为应对下游快速增长的需求积极扩产,厂房建设目前接近完成,2021 年下半年新增产能有望开始释放,这也将进一步支持公司 3D 打印定制化产品业务的增长。 预计 2021-2023 年,公司打印业务营收增速分别为 45%/50%/40%,同时随着产能提升及生产效率不断提高,业务毛利率有望继续小幅提升,维持在 60%左右的高位。

(2)3D 打印设备及配件(设备业务):公司 2020 年 3D 打印设备营收同比 有 91.1%的亮眼增长,销量创下 81 台的新高。受益于下游主机厂自建产能需求 逐渐释放,预计公司 3D 打印设备业务 2021-2023 年营收增速分别为 40%/45%/35% , 同时自研设备的盈利能力保 持稳定 , 毛利率分别 为 51%/52%/53%。

(3)其他业务:公司代理销售设备及配件业务营收近年来不断下滑,主要系 代理的 EOS 等国外厂商本土化服务能力较弱,无法及时响应下游客户的需求对 产品做出迭代,预计公司代理业务未来将继续保持下滑的趋势。3D 打印原材料、 技术服务等业务目前收入及规模较小,随着未来市场的进一步拓展,预计也有望 保持较快增长。

公司分业务收入预测汇总如下,预计公司 2021-2023 年营业收入分别为 5.72、 8.26和11.26亿元,同比分别增长38.9%、44.4%和36.2%,毛利率分别为54.6%、 55.9%、56.8%。

5. 风险提示

下游客户军品订单较为集中,公司产品部分核心零部件依赖进口,3D 打印下 游行业应用扩展不及预期。

(本文仅供参考,不代表我们的任何投资建议。如需使用相关信息,请参阅报告原文。)

来源:未来智库官网
声明:本文是3D打印资源库转载文章,原文:未来智库官网 。内容为作者独立观点,不代表3D打印资源库立场,转载请联系原作者。如对文章有异议或投诉,请联系kefu@3dzyk.cn。
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