3D打印行业研究:商业航天3D打印浪潮将至
国金证券·2026-01-16 19:51

行业投资评级与核心观点 - 报告建议关注业务涉及商业航天3D打印的标的 [4] - 核心观点:3D打印技术已具备大规模量产基础,并有望成为商业航天领域的最终加工解决方案,在火箭和卫星制造中均有良好应用前景 [2][4] 3D打印技术发展现状 - 3D打印相比传统加工方式,通过省去模具或工装需求大幅降低了初始成本,但其成本优势随生产规模扩大而减弱,具有不同的成本曲线 [2][19] - 随着技术进步,单位生产成本不断下降,在更大批量上相比传统工艺也开始具有优势,在对成本最敏感的消费电子领域已有成熟应用落地 [2] - 经过多年发展,目前形成了包括粉末床熔融、定向能量沉积、材料挤出成形等7大技术路线,加工材料从高分子到金属覆盖面持续加大 [2][27] - 金属3D打印技术发展迅速,目前市面上已有近20种不同的金属增材制造技术 [14] 3D打印在商业航天的核心优势 - 设计革新:从制造引导设计转为设计引导制造,基于功能优先/轻量化设计理念实现功能集成、零部件数量大幅下降和结构优化 [2] - 显著减重:通过拓扑优化、中空夹层、镂空点阵、一体化结构等方式实现轻量化,这对尺寸重量敏感的航天领域优势突出 [2][67] - 降低成本与周期:更短的研发生产周期和供应链降低了全生命周期成本,例如NASA通过3D打印将零件数量减少80%,仅需30处焊接 [2][58] - 功能集成:可实现结构与散热等功能集成,例如深蓝航天通过3D打印内部冷却流道,将液氧煤油发动机推力室效率从95%提升至99% [73][75] - 材料成熟:高温合金等材料在航天领域的研发与应用逐步成熟,为3D打印成为最终解决方案奠定基础 [2][79] 火箭领域的3D打印应用 - 核心部件制造:推力室是火箭发动机中最复杂、制造难度最大、周期最长的部件,目前通过粉末床熔融+定向能量沉积技术加工喷注器、喷管、燃烧室、涡轮泵等核心零部件已有较多成熟方案 [3][94] - 国际领先实践:NASA和SpaceX积极拥抱3D打印,NASA已形成包含多种技术路线和材料的标准化体系,并积累了超过11万秒的3D打印部件热试车经验 [3][118][153] - 国内应用与差距:国内深蓝航天、蓝箭航天、天兵科技等公司已在推力室等部件上应用3D打印技术,例如天兵科技TH-11V发动机使组件数量减少80%,制造周期缩短70%-80%,成本和重量降低40%-50% [3][161][173] - 渗透率提升空间:报告认为国内火箭3D打印技术相比NASA、SpaceX的标准化体系尚有不足,后续渗透率有较大提升空间 [3][178] 卫星领域的3D打印应用 - 适配小卫星发展:小卫星作为一箭多星发射的最佳载体正快速发展,全球小卫星发射数量从2019年的420颗快速增长至2023年的2661颗 [179][183] - 轻量化与集成需求:传统小卫星结构质量占比约20%,需探索新工艺降至15%以下,3D打印通过拓扑结构优化和功能优先设计完美适配卫星减重和功能集成需求 [3][184] - 具体应用场景:在卫星主结构设计优化(如加入晶格结构)、支撑散热功能集成、支架减重、连接点轻量化、推力器减重、天线减重等领域均有较大应用空间 [3][185] - 国内外布局加快:国内外企业积极布局卫星3D打印,应用包括3D打印立方星框架、整星结构、太阳能阵列基板等,例如Maxar卫星使用了近1000个3D打印部件 [3][182][211] 报告关注的相关公司 - 华曙高科:金属+高分子3D打印全链路布局,航天领域应用持续突破,深蓝航天使用其设备进行发动机大尺寸喷管3D打印 [7][87][88] - 银邦股份:持有飞而康股权,飞而康下游覆盖航空航天领域,金属3D打印加工服务营收破亿,并配套YF-75DA发动机部分3D打印任务 [7][89][92] - 飞沃科技:收购新杉宇航部分股权,有较好成长前景 [7] - 江顺科技:参股九宇建木,后者积极布局DED技术路线 [7] - 汇纳科技:战略携手金石三维,有望实现强强联合,金石三维下游应用覆盖航空航天领域 [7][95] - 南风股份:子公司3D打印业务涉及航空航天领域 [7]