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铂力特深度报告:金属3D打印技术优势突出高端制造助力高速发展

  2019年07月29日,南极熊3D打印网注意到,央视经济频道CCTV2播出了《对线 科创板来了,主持人陈伟鸿,与苏州华兴源创董事长兼总经理陈文源、西安铂力特增材技术公司董事长兼总经理薛蕾、中国铁路通信信号集团董事长周志亮,一起探讨科创板对中国科技型企业的意义和作用。“刚出来的时候没有去算这个,因为我之前也没有接触过股票,(南极熊补充:炒股)软件也是临时学的。学习了觉得很有意思,数字一直在跳,这是当时最真切的感受。”“市值也好,个人的身价也罢,是对未来的预期,最重要的还是要通过努力实现结果。因为所有真正的回馈,来自于真实的结果在先”△截止2019年7月29日下午收盘,铂力特股价76.6元,市值61.3亿元。南极熊看到,纯正的3D打印科创板第一股,金属3D打印专家铂力特自7月22日上市以来,股价总体上连续大涨,受到投资者的追捧。所见即所得,3D 打印特色明显前景广阔。3D 打印独特的逐层叠加材料的制造方式使其具有简化制造程序,缩短新品研制周期,高效成形复杂结构的特点,在小批量、定制化和复杂结构制造方面应用优势明显。3D打印当前处于推广渗透的高速成长阶段,2017 年全球市场规模达到73.36 亿美元,五年复合增速达到 26.20%,航空航天、工业机械、医疗是 3D 打印的主要应用领域。背靠顶尖专家团队,技术和市场优势突出。公司业务范围涵盖原材料、设备以及定制化产品服务,实现了 3D 打印的全产业布局。公司首席科学家是西北工业大学黄卫东教授,学术背景浓厚技术优势突出,先后承担多个国家级和省部级的增材制造科研攻关项目。客户方面,公司覆盖我国航空航天、汽车、通信等多个优势领域的龙头企业,整体实力受到高度认可的同时,也有望凭借先发优势,受益 3D 打印在高端制造领域的渗透。航空产业发展制造业升级,优势领域发力助力公司成长。我国航空产业基础薄弱,二代机型长期占据较大比重,数量和质量方面都与美国存在较大差距。但随着我国航空产业的进步,当前开始进入四代机加速列装、二代机加速换代的高速发展期,航空发动机也逐步实现国产化,并加速形成谱系化。工业制造方面,我国加速向高端制造转型升级,研发投入也持续高速增长,2018年达到1.97万亿元,十年复合增速达到19.57%。公司在我国航空航天和高端制造领域拥有技术优势和先发优势,随着下游的高速发展,公司有望加速成长。盈利预测和投资评级:增持评级。3D 打印在小批量、定制化、复杂结构成形方面优势明显,具有广阔发展前景;公司作为国内较早从事 3D打印的企业之一,技术和客户优势突出;随着下游航空航天和高端制造领域的高速发展,公司成长有望加速。预计 2019-2021 年归母净利润分别为 0.73 亿元、0.96 亿元及 1.24 亿元,对应 EPS 分别为 0.91 元、1.20 元及 1.56 元,对应当前股价 PE 分别为 63 倍、48 倍以及 37 倍,给予增持评级。风险提示:1)3D 打印发展不及预期;2)公司产品需求不及预期;3)下游需求的不确定性;4)系统性风险。

  1、 所见即所得,3D 打印特色明显前景广阔3D 打印,也称增材制造,是基于三维模型,采用与传统减材制造技术完全相反的逐层叠加材料的方式,直接制造与相应数字模型完全一致的三维物理实体模型的制造方法。

  3D 打印不需要原胚和模具,直接根据计算机图形数据,通过增加材料的方法生成任何形状的物体。3D 打印最大的优点是简化制造程序,缩短新品研制周期,高效成形复杂的结构,实现一体化、轻量化设计。

  根据所用耗材的不同,3D 打印可以分为金属和非金属;而根据成形原理,金属3D 打印又可以分为粉末床选区熔化和定向能量沉积等。粉末床选区熔化技术的优点是可以打印极端复杂的结构、制件尺寸精度高,是目前应用最为广泛的金属 3D 打印技术。定向能量沉积技术的优点包括大的打印尺度范围、适用多材料打印、以及可以采用大功率激光器实现每小时公斤级的打印效率,非常适合于高性能成形与修复等。

  3D 打印在小批量、定制化、复杂结构成形等领域的突出优势,使其在高端制造领域获得广泛应用,工业机械、航空航天、汽车、消费电子、医疗是目前主要的应用领域,合计占比达到 78%。随着 3D 打印应用的增长,3D 打印的市场规模也快速扩大,全球 3D 打印产值(包括产品和服务)从 2012 年的 22.8 亿美元增长到 2017 年的 73.36 亿美元,五年来增长超过 300%,年复合增长率高达 26.20%。

  3D 打印技术当前仍处于发展阶段,高性能、高精度、高效率、低成本以及更大的加工尺寸范围和更广泛的材料适用性是金属 3D 打印进一步发展的方向。与此同时,因为 3D 打印涉及材料、设备、制造工艺等多个环节,因此 3D 打印发展和进步要求产业链的各个环节的共同配合来实现。制造工艺方面,在对现有技术进行优化的基础上,增减材复合制造技术以及基于新工艺新理论的金属增材制造技术也是研究的重点;制造设备方面,大型化、专业化、智能化是发展重要方向;原材料方面,专用材料的开发和丰富,以及由单一材料向复合材料发展是材料环节的发展方向;优化设计方面,在设计初期考虑3D 打印,强化增材制造与优化设计的互动。

  2、 背靠顶尖专家团队,技术、市场优势突出2.1、 背靠西工大、金属打印优势突出公司是国内较早从事金属 3D 打印业务的企业之一,业务范围涵盖金属 3D 打印原材料的研发及生产、金属 3D 打印设备的研发及生产、金属 3D 打印定制化产品服务等,实现了全产业布局。

  背靠西工大,学术背景浓厚技术优势突出。公司早期应用技术的创始团队是西北工业大学凝固技术国家重点实验室的黄卫东教授,是国内外较早开展相关研究的团队之一,学术背景浓厚;作为公司首席科学家,黄教授长期从事金属高性能增材制造技术的研究,成果丰硕。当前,在黄教授的领导下,公司已建立起独立的研发体系,已拥有授权专利 96 项,在申请专利 109 项,并先后承担工信部等国家级、省部级重大专项等多类增材制造科研攻关项目,整体技术优势突出。

  2.2、 全产业布局,材料、设备、制造多轮驱动全产业布局优势突出。定制化是增材制造主要的应用方向,而全产业的布局使得公司可以从材料、制造等多个环节入手,更加灵活高效的满足客户多样化的需求,竞争优势更为突出。原材料方面,公司金属粉末产品具有空心粉率低、颗粒形状规则、粒度均匀、杂质元素含量低的特点,实现了高品质金属粉末的进口替代。设备方面,公司自主研发的设备成形尺寸覆盖范围从毫米级到米级,涵盖主流金属增材制造技术;产品服务方面,公司拥有丰富的金属增材制造批量产品工程化应用经验,可为客户提供高品质的定制化产品。

  3D 定制化打印产品、代理销售以及自研设备销售是公司当前收入的主体,2018年占比分别为 42% 、28%以及 25%;与此同时,公司原材料销售快速增长,过去两年复合增速达到 73%。公司未来有望形成材料、设备、定制化产品等多轮驱动的收入格局。

  2.3、 聚焦高端制造,覆盖优质客户航空航天领域的零部件具有多品种、小批量的特点,是增材制造发挥的重要舞台。公司客户覆盖航空工业、航发集团、航天科工、航天科技等军工集团,收入占比超过 50%,公司在航空航天领域的市场优势将成为公司未来增长的重要动力。此外,公司下游客户也包括通信、电器、轨道交通等高端制造领域的龙头企业。公司对高端制造领域客户的覆盖,一方面,说明公司的技术实力突出,广泛受到下游客户认可;另一方面,也彰显公司突出的市场优势,随着增材制造在制造业的渗透和市场空间的增长,公司将率先受益。

  3、 航空产业发展制造业升级,优势领域发力助力公司成长3.1、 航空航天快速发展,增材技术应用快速渗透3.1.1、 我国航空产业处于高速发展期我国航空产业基础薄弱,较长时期内都处于明显落后的状态,歼-7、歼-8 等二代机型较长时间内都在我国军机里面占据较大的比重。与美国三代为主,四代为辅的军机结构相比,我国军机在数量和质量方面严重落后。

  随着对国防建设投入的增长,以及新一代歼-20、运-20 的服役,我国航空装备从技术上已经步入世界先进水平的行列,国防建设也进入新型装备加速列装、老旧装备加速换代的新局面。我国军机领域的景气度也不断提升。根据 world airforces 统计数据,对比 2010 年和 2018 年空军机队结构,我国正加速以 H-5、Q-5、J-7、J-8 为代表的老旧机型的退出,加快以歼-10、歼-16、歼-20 为代表的三四代机型的建设,机队结构升级明显。

  航空发动机方面,我国正逐步摆脱对外依赖,国产太行发动机已成为多型军机的配套动力,我国航空发动机龙头航发动力收入稳步增长。此外 WS-15、WS-19以及 WS-20 等多型号发动机的研制也有序推进,发动机谱系正在加速完善。

  民航飞机方面,我国已形成支线-干线-远程的型号格局,各型号生产研制工作快速推进,未来成长空间广阔。ARJ-21,定位于中短程支线客机,目前已进入批量生产阶段,飞行于国内多条航线 定位于干线 架飞机进入试飞状态,累计订单已达到 815 架;C929定位于远程宽体客机,目前正处于初步设计阶段以及潜在供应商和设备选择阶段。

  3.1.2、 增材制造在航空航天领域快速渗透航空航天装备技术含量高、结构复杂,尤其是航空发动机,被称为最复杂最精密的工业产品之一。一方面,零件数量多,每台发动机的零件数量达到万件以上;另一方面,零件结构复杂、精度要求高,例如,发动机叶片的加工精度要求达到微米级,而采用气膜冷却技术的叶片,还需要在叶片上打大量空间分布复杂、角度倾斜、直径数百微米的小孔。

  3D 打印在复杂结构制造方面的优势使其在航空航天领域的应用快速扩展,从早期主要进行一些快速成型、概念产品以及非关键受力件的研制,逐步扩大到批量化的生产和复杂承力结构件的生产。国际增材巨头 GE 增材,已经将增材打印的应用,从发动机的燃油喷嘴逐渐扩大至热交换器、传感器、低压涡轮叶片,并逐步用于部件生产。

  效益明显,有望进一步加速扩散。在 Leap 发动机的燃油喷嘴中,3D 打印把原来 20 个部件缩减为一个,减重 25%、耐用性提升 5 倍,整体成本降低了 30%,并且经过了数十万小时的应用考验;在 CT-7 发动机中,增材制造技术将超过 900个采用传统减材制造的零部件变为仅由 16 个增材制造零部件,发动机零件数量占比达到 35%,在 18 个月内完成设计、制造和测试的同时,发动机减重 5%,特定燃油消耗减少 1%,增材制造技术应用的效果显著。

  除航空发动机领域外,3D 打印在机身机构件、航电部件、内饰部件方面也逐渐开始应用,对于复杂的部件,3D 打印在成本和周期方面优势明显,随着技术的成熟,3D 打印的应用范围也有望加速扩大。

  3.1.3、 行业成长叠加应用渗透,航空航天有力驱动公司成长航空航天作为 3D 打印最重要的应用领域,市场持续快速增长,2017 年全球航空航天增长制造市场规模达到 13.87 亿美元,同比增长 25.78%。航空航天领域是公司主要的主要来源,根据招股说明书披露,公司来自航空航天领域的收入占比约为 60%。我国航空产业的快速增长和增材技术在航空领域应用的渗透,航空产业发展将成为公司成长的重要推动力。

  当前,公司多个产品已形成批量供货的能力;航空发动机方面,公司已形成复杂机匣、燃油喷嘴、空心叶片的生产能力;航空航天机身零件领域,公司主要产品包括括格栅舱门、通风器、凸块零件,已经形成了批量化的供货能力。我们看好公司产品范围的进一步扩展。

  3.2、 高度重视研发创新,高端制造发展加速3.2.1、 3D 打印在研发阶段时间和成本优势明显传统的高精度零件制造主要依靠精密铸造技术。在精密铸造的流程中,模型是关键,决定了铸件成品的形状和精度,一个精密模型的制作通常需要花费较高的成本和较长的时间。因此,一旦铸件的设计发生改动,则需要重新制作模具,耗时耗力。

  高品质精密铸造的供应商 Tech Cast 公司曾联合 3D Systems 进行了传统精密铸造与 3D 打印的与 3D 打印的对比测试。针对需要不断修改、变更设计而进行迭代优化的泵轮,Tech Cast 公司通过 3D 打印工艺来创建的原型,可作为直接铸造用原型。以三轮迭代优化作为对比,3D 打印在时间上可以节约 50%,在成本上可以节约超过 80%,优势十分明显。

  3.2.2、 制造业转型发展,研发投入持续增长随着我国经济增长和经济规模的增大,我国制造业也不断发展壮大,但与世界先进水平相比,仍然存在大而不强的问题,部分高端产品和核心零部件仍然依赖进口。在我国经济进入新常态的背景下,加快制造业的转型升级的任务紧迫而艰巨。

  研发作为技术含量和高质量发展的直接体现,不断受到重视,我国研发经费投入也持续增长。2018 年,我国研究与试验发展经费支出达到 1.97 万亿元,过去十年复合增速达到 19.57%。

  公司已覆盖家电、轨交、通信、汽车等领域龙头企业,一方面,这些产业代表我国的优势产业,是我国迈入高质量发展的有力支撑;另一方面,相关公司都是行业龙头企业,对待研发高度重视,投入力度大。公司作为我国金属材料增材打印的龙头,在我国制造业加快转型升级的背景下,借助对高质量客户的有效覆盖,有望充分受益研发投入的持续增长。图 35:我国制造业成果

  4、 盈利预测与评级3D 打印在小批量、定制化、复杂结构成形方面优势明显,具有广阔发展前景;公司作为国内较早从事 3D 打印的企业之一,技术和客户优势突出;随着下游航空航天和高端制造领域的高速发展,公司成长有望加速。预计 2019-2021 年归母净利润分别为 0.73 亿元、0.96 亿元及 1.24 亿元,对应 EPS 分别为 0.91 元、1.20 元及 1.56 元,对应当前股价 PE 分别为 63 倍、48 倍以及 37 倍,给予增持评级。

  5、 风险提示1)3D 打印发展不及预期;2)公司产品需求不及预期;3)下游需求的不确定性;4)系统性风险。附表:铂力特盈利预测表

  【军工组介绍】谭倩,8 年行业研究经验,研究所副所长、首席分析师、电力设备新能源组长、环保公用事业组长、主管行业公司研究,对内创新业务。水晶球分析师公用事业行业公募机构榜单 2016 年第三名、2014 年第五名,2013 年第四名。苏立赞,清华大学工学硕士,西北工大工学学士;5 年军工领域产业经验,3 年军工行业投研经验;主要负责军工行业上市公司研究邹刚,上海交通大学硕士,三年军方装备研究所工作经验,负责军工行业上市公司研究。【分析师承诺】谭倩,本人具有中国证券业协会授予的证券投资咨询执业资格并注册为证券分析师,以勤勉的职业态度,独立、客观地出具本报告。本报告清晰准确地反映了本人的研究观点。本人不曾因,不因,也将不会因本报告中的具体推荐意见或观点而直接或间接收到任何形式的补偿。

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