“十五五”期間,增材制造被確立為發(fā)展新質(zhì)生產(chǎn)力、建設(shè)現(xiàn)代化產(chǎn)業(yè)體系的核心高端制造技術(shù)之一。根據(jù)中國增材制造產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟的數(shù)據(jù),“十四五”期間我國增材制造產(chǎn)業(yè)規(guī)模從208億元增長至700億元,五年增加近500億元,消費(fèi)級(jí)裝備產(chǎn)量躍居全球*。“十五五”的目標(biāo)更加明確:到2030年,產(chǎn)業(yè)規(guī)模突破1500億元,培育一批具有國際競爭力的龍頭企業(yè),形成若干具有全球影響力的先進(jìn)制造業(yè)集群,實(shí)現(xiàn)工藝裝備、材料等核心領(lǐng)域全面自主可控。
“目前*大體量的應(yīng)用,是SpaceX打印火箭發(fā)動(dòng)機(jī)主體;我更看好國內(nèi)的消費(fèi)級(jí)市場(chǎng)。”電霰科技創(chuàng)始人祝凌云對(duì)中國工業(yè)報(bào)坦言他的觀察。
當(dāng)一枚商用火箭的發(fā)動(dòng)機(jī)部件,其制造周期從傳統(tǒng)的半年縮短至一個(gè)月,成本降至十分之一,重量減輕一半時(shí),一個(gè)屬于增材制造(3D打印)的產(chǎn)業(yè)“臨界點(diǎn)”便已真切到來。近年來,我國商業(yè)航天產(chǎn)業(yè)邁入爆發(fā)式增長軌道,2025年12月24日,中關(guān)村領(lǐng)創(chuàng)商業(yè)航天產(chǎn)業(yè)發(fā)展聯(lián)盟發(fā)布的《中國商業(yè)航天產(chǎn)業(yè)發(fā)展報(bào)告(2025)》顯示,2025年中國商業(yè)航天產(chǎn)業(yè)規(guī)模達(dá)到約2.5萬億至2.8萬億元。這股席卷而來的“航天熱”,正以*的力度,點(diǎn)燃了其上游關(guān)鍵技術(shù)——3D打印產(chǎn)業(yè)的燎原之火,使其從實(shí)驗(yàn)室的“新奇概念”,加速蛻變?yōu)樯a(chǎn)線上的關(guān)鍵一環(huán),并正開啟一場(chǎng)從“地面支撐”邁向“太空制造”的革命。根據(jù)招商證券研報(bào),2025年中國3D打印市場(chǎng)規(guī)模預(yù)計(jì)達(dá)700億元,其中航空航天領(lǐng)域占比17%(約119億元)。通常包含軍工航天和商業(yè)航天兩部分。
精準(zhǔn)命中3D打印的“技術(shù)靶心”
航天航空制造,歷來是*制造技術(shù)的試金石與風(fēng)向標(biāo)。其對(duì)零部件的要求極為嚴(yán)苛,*輕量化以節(jié)約每克寶貴的發(fā)射成本,極端復(fù)雜結(jié)構(gòu)(如一體成型的內(nèi)腔流道、點(diǎn)陣晶格)以實(shí)現(xiàn)*優(yōu)性能,以及“單品或小批量”的定制化生產(chǎn)模式。這些需求,與傳統(tǒng)減材制造(切削、鍛造)的局限性形成了鮮明矛盾,卻與3D打印的技術(shù)內(nèi)核*契合。
3D打印通過拓?fù)鋬?yōu)化設(shè)計(jì),可以在保證甚至增強(qiáng)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的前提下,創(chuàng)造出中空、鏤空的仿生結(jié)構(gòu),實(shí)現(xiàn)大幅減重。例如,衛(wèi)星支架、火箭發(fā)動(dòng)機(jī)的渦輪泵、燃燒室等關(guān)鍵部件,采用金屬3D打印一體化成型,不僅能減少連接件數(shù)量和潛在故障點(diǎn),更能實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)工藝無法企及的*佳推重比和熱力學(xué)性能。
商業(yè)航天講求快節(jié)奏研發(fā)與迭代。3D打印無需開模,直接從數(shù)字模型到實(shí)體零件,特別適合發(fā)動(dòng)機(jī)噴嘴、燃油噴射器等包含復(fù)雜內(nèi)流道的部件制造。設(shè)計(jì)迭代只需修改CAD模型,極大縮短了從圖紙到實(shí)物的周期,降低了前期試錯(cuò)成本,為創(chuàng)新提供了巨大空間。國內(nèi)民營火箭公司如星河動(dòng)力已證實(shí),3D打印工藝可將發(fā)動(dòng)機(jī)生產(chǎn)周期縮短至傳統(tǒng)模式的1/6。
航天領(lǐng)域?qū)Ω咝阅芴胤N合金(如鈦合金、高溫合金、高強(qiáng)鋁合金)需求巨大。3D打印不僅提高了這些昂貴材料的利用率(接近100%,遠(yuǎn)高于傳統(tǒng)加工的10%-20%),更催生了新型輕質(zhì)合金材料的研發(fā)與應(yīng)用。材料科學(xué)家能夠?yàn)?D打印“量身定制”具有更優(yōu)強(qiáng)度、耐高溫、抗疲勞特性的合金粉末,進(jìn)一步推動(dòng)航天器件的性能邊界。同時(shí),智能材料(如4D打印材料)、高性能工程塑料等也在航空、醫(yī)療等領(lǐng)域拓展應(yīng)用。
從“實(shí)驗(yàn)室利器”到“產(chǎn)線標(biāo)配”
“當(dāng)前,商業(yè)航天邁入規(guī)模化發(fā)展階段,降本增效、快速迭代成為核心競爭力。3D打印(增材制造)憑借一體化成型、材料高效利用等優(yōu)勢(shì),從可選工藝升級(jí)為標(biāo)配技術(shù),SpaceX、鉑力特、飛沃科技等中外企業(yè)深耕布局,推動(dòng)產(chǎn)業(yè)提質(zhì)增效。”常信科技CEO葛林波表示接受中國工業(yè)報(bào)采訪時(shí)分析,國際層面,SpaceX是3D打印賦能航天的標(biāo)桿。其猛禽系列發(fā)動(dòng)機(jī)依托三金屬3D打印技術(shù),將數(shù)百個(gè)零部件精簡為少數(shù)幾個(gè),減少裝配故障點(diǎn),猛禽3代推力較初代提升51%達(dá)280噸,重量減輕7%。該技術(shù)助其將猛禽發(fā)動(dòng)機(jī)制造成本降低近90%,材料利用率從30%升至95%以上,生產(chǎn)周期從6個(gè)月縮至1個(gè)月,契合其快速迭代理念,支撐星艦項(xiàng)目推進(jìn)與可回收火箭降本生態(tài)構(gòu)建。
在航天產(chǎn)業(yè)強(qiáng)勁需求的牽引下,我國3D打印產(chǎn)業(yè),尤其是工業(yè)級(jí)金屬3D打印領(lǐng)域,正經(jīng)歷一場(chǎng)深刻的升級(jí)與共振。
2026年1月,我國*在太空微重力環(huán)境下成功實(shí)現(xiàn)金屬構(gòu)件的3D打印,標(biāo)志著該技術(shù)從“地面驗(yàn)證”邁入“太空工程驗(yàn)證”新階段。”未來可在空間站、月球基地等地外環(huán)境中直接制造、修復(fù)零件,大幅降低對(duì)地面補(bǔ)給的依賴。有望制造出無法通過火箭發(fā)射艙門的大型空間結(jié)構(gòu),為超大型空間設(shè)施建設(shè)鋪平道路。”湖南中財(cái)開元私募股權(quán)基金管理有限公司*合伙人胡雙對(duì)中國工業(yè)報(bào)介紹道。
長期以來,全球工業(yè)級(jí)3D打印市場(chǎng)由歐美巨頭主導(dǎo)。如今,以鉑力特、華曙高科為代表的中國企業(yè)正快速崛起。
鉑力特作為全球第二大金屬3D打印廠商,其產(chǎn)品已深度應(yīng)用于C919大飛機(jī)、先進(jìn)戰(zhàn)機(jī)、多型火箭衛(wèi)星等國家重大工程,并與空客等國際航空巨頭開展聯(lián)合研制,證明了其技術(shù)已步入世界*梯隊(duì),“其國內(nèi)3D打印推力室市場(chǎng)占有率超60%,為智星空間打造國內(nèi)在軌*大3D打印衛(wèi)星結(jié)構(gòu)件,實(shí)現(xiàn)減重30%,適配低軌星座批量部署,其通過多項(xiàng)航空航天質(zhì)量認(rèn)證,單箭配套價(jià)值達(dá)800萬-1200萬元。”葛林波介紹道。
華曙高科則在同時(shí)掌握金屬和高分子兩大技術(shù)路徑上具備獨(dú)特優(yōu)勢(shì)。
航天需求帶動(dòng)了從上游材料、中游設(shè)備到下游打印服務(wù)的全鏈條發(fā)展。
材料端,有研粉材等企業(yè)加快布局高性能金屬粉末的研發(fā)與量產(chǎn),其規(guī)劃的增材制造金屬粉體材料產(chǎn)線預(yù)計(jì)在2026年投產(chǎn),產(chǎn)能將擴(kuò)充至約5000噸,旨在打破高端材料依賴進(jìn)口的局面。
飛沃科技聚焦火箭發(fā)動(dòng)機(jī)關(guān)鍵部件,為國內(nèi)企業(yè)提供燃燒室、渦輪泵等3D打印服務(wù),部件可適配高溫高壓工況,通過一體化成型減少零部件數(shù)量,降低裝配成本與泄漏風(fēng)險(xiǎn),縮短生產(chǎn)周期,助力國產(chǎn)可回收火箭研發(fā)。
設(shè)備與軟件端,國產(chǎn)激光器、振鏡等核心部件性能持續(xù)提升,成本不斷下降。盡管工業(yè)軟件仍是短板,但國內(nèi)企業(yè)正加大自主研發(fā)力度,并積極探索與AI結(jié)合,實(shí)現(xiàn)打印過程的智能監(jiān)控與工藝優(yōu)化。
除了直接銷售設(shè)備,打印服務(wù)成為重要商業(yè)模式。大型3D打印服務(wù)商或航天企業(yè)自建打印中心,承接各類復(fù)雜部件的生產(chǎn)任務(wù)。同時(shí),“共享制造”、“按需制造”等新模式開始萌芽,通過云平臺(tái)整合分散的產(chǎn)能與需求,為更多中小型航天創(chuàng)新企業(yè)提供低門檻的制造服務(wù)。
技術(shù)驗(yàn)證期向產(chǎn)業(yè)化加速的關(guān)鍵窗口期?
葛林波介紹,液體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)占火箭成本40%-50%,3D打印在其中價(jià)值量占比達(dá)80%,單臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)相關(guān)價(jià)值約200萬-500萬元。預(yù)計(jì)2025年-2030年國內(nèi)商業(yè)航天增材制造市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)105-240億元。未來,隨著核心材料突破與技術(shù)融合,3D打印將持續(xù)推動(dòng)商業(yè)航天從千億向萬億規(guī)模躍遷,助力太空探索步伐穩(wěn)步前行。
“從產(chǎn)業(yè)發(fā)展階段來看,當(dāng)前3D打印行業(yè)正處于技術(shù)驗(yàn)證期向規(guī)模化產(chǎn)業(yè)化加速過渡的關(guān)鍵窗口期。”蘇商銀行特約研究員高政揚(yáng)對(duì)中國工業(yè)報(bào)分析道,從產(chǎn)業(yè)生態(tài)來看,消費(fèi)級(jí)與工業(yè)級(jí)市場(chǎng)呈現(xiàn)差異化發(fā)展路徑。消費(fèi)級(jí)賽道呈現(xiàn)工具消費(fèi)品化趨勢(shì),在設(shè)備價(jià)格下探、AI建模技術(shù)普及、內(nèi)容生態(tài)持續(xù)完善多重驅(qū)動(dòng)下,終端用戶群體有望快速擴(kuò)容,市場(chǎng)普及度有望實(shí)現(xiàn)穩(wěn)步提升;工業(yè)級(jí)賽道則聚焦制造體系重構(gòu),未來有望深度嵌入航空航天、高端裝備等高壁壘制造場(chǎng)景,推動(dòng)高端制造環(huán)節(jié)的工藝革新、生產(chǎn)流程優(yōu)化與整體效率升級(jí)。在此背景下,行業(yè)當(dāng)前核心破局點(diǎn)或在于率先實(shí)現(xiàn)規(guī)模化量產(chǎn)交付與可持續(xù)盈利,這對(duì)企業(yè)的長期研發(fā)投入強(qiáng)度、工程化與商業(yè)化落地能力均提出更高要求。3D打印產(chǎn)業(yè)正迎來由高端制造需求牽引、技術(shù)成熟度提升與成本曲線下行驅(qū)動(dòng)的結(jié)構(gòu)性成長機(jī)遇,中長期維度有望依托技術(shù)迭代與場(chǎng)景滲透,實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化規(guī)模與價(jià)值的持續(xù)釋放。
對(duì)比鉑力特(全產(chǎn)業(yè)鏈、綁定大客戶)、華曙高科(多技術(shù)路徑、拓展新應(yīng)用)和有研粉材(材料供應(yīng)商)等不同商業(yè)模式的公司。在3D打印行業(yè)滲透率加速提升的背景下,哪種商業(yè)模式(設(shè)備銷售、材料銷售、打印服務(wù)或全鏈條整合)的長期盈利能力和估值彈性被看好?目前市場(chǎng)中相關(guān)公司的估值是否已充分反映了其技術(shù)壁壘和下游需求的高景氣度?
對(duì)此,上海*金融學(xué)院青年研究員石少卿接受中國工業(yè)報(bào)采訪時(shí)分析認(rèn)為,更看好“全鏈條整合”的長期盈利能力與估值彈性。設(shè)備銷售一次性占比高、易受周期影響;材料端雖有隨打印量放量的特性,但議價(jià)與客戶粘性依賴設(shè)備與工藝協(xié)同;打印服務(wù)則偏重資產(chǎn)與人工。全鏈條整合通過“設(shè)備+材料+服務(wù)與軟件”形成閉環(huán),加深客戶綁定與進(jìn)入壁壘,尤其在航天等高附加值、長周期場(chǎng)景中更易實(shí)現(xiàn)復(fù)購和升級(jí),利潤更可持續(xù)。客觀來看,當(dāng)前估值尚未完全反映技術(shù)壁壘與高景氣。目前消費(fèi)級(jí)由中國主導(dǎo)、工業(yè)級(jí)高端部件與軟件仍由外企把持,且商業(yè)航天、醫(yī)療等應(yīng)用正處于滲透加速期,成長空間大。部分公司盈利增速顯著高于同行,說明仍處成長早中期。結(jié)合技術(shù)壁壘和大客戶綁定,估值仍有上升空間,需警惕短期業(yè)績波動(dòng)和主題交易帶來的階段性高估。
在消費(fèi)級(jí)3D打印市場(chǎng)中國廠商已占據(jù)主導(dǎo),但在工業(yè)級(jí)(尤其是高端)市場(chǎng),核心部件和軟件仍由海外企業(yè)主導(dǎo)。從投資角度看,中國3D打印產(chǎn)業(yè)未來的主要增長引擎和投資價(jià)值,將更大概率來自于消費(fèi)級(jí)市場(chǎng)的持續(xù)擴(kuò)張與模式創(chuàng)新,還是來自于工業(yè)級(jí)領(lǐng)域(尤其是航天、醫(yī)療)的國產(chǎn)替代與技術(shù)突破?這兩條路徑的關(guān)鍵觀察指標(biāo)有何不同?
石少卿分析認(rèn)為,更大概率來自工業(yè)級(jí)領(lǐng)域的國產(chǎn)替代與技術(shù)突破,核心是價(jià)值量更高、壁壘更強(qiáng),更能支撐長期利潤與估值。盡管消費(fèi)級(jí)市場(chǎng)增長快,但價(jià)格競爭激烈,更多貢獻(xiàn)規(guī)模。對(duì)比來看,這兩條路徑的關(guān)鍵觀察指標(biāo)存在一定差異。消費(fèi)級(jí)主要看出貨量、設(shè)備價(jià)格帶下探與普及度、用戶建模門檻、品牌與渠道生態(tài)和全球份額變化。工業(yè)級(jí)主要關(guān)注核心部件與軟件的國產(chǎn)化率、在航天、醫(yī)療等高價(jià)值場(chǎng)景的訂單與滲透、與大客戶的深度綁定、關(guān)鍵工藝指標(biāo)以及相關(guān)上市公司的盈利增長與產(chǎn)能釋放。
挑戰(zhàn)與展望
今年全國兩會(huì)上,全國政協(xié)委員、尚品宅配集團(tuán)董事長李連柱指出,AI驅(qū)動(dòng)的設(shè)計(jì)創(chuàng)新與3D打印賦能的柔性制造,正成為服務(wù)型制造的關(guān)鍵突破口。
“未來,‘AI驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)+3D打印’將成為主流。AI能自動(dòng)生成*優(yōu)的輕量化結(jié)構(gòu),而3D打印能將這種復(fù)雜設(shè)計(jì)變?yōu)楝F(xiàn)實(shí),實(shí)現(xiàn)性能*大化;應(yīng)用場(chǎng)景的深化與拓展方面,可關(guān)注可重復(fù)使用火箭對(duì)3D打印耐疲勞、長壽命部件的需求,以及太空旅游帶來的個(gè)性化艙內(nèi)設(shè)備制造機(jī)會(huì);隨著《國家增材制造標(biāo)準(zhǔn)體系》等政策實(shí)施,行業(yè)將更規(guī)范化。參與制定細(xì)分領(lǐng)域的材料、工藝標(biāo)準(zhǔn),將是構(gòu)建長期競爭力的關(guān)鍵。”
胡雙指出。盡管前景廣闊,但3D打印在航天領(lǐng)域的大規(guī)模應(yīng)用仍面臨挑戰(zhàn)。
航天產(chǎn)品對(duì)可靠性和一致性要求極高,建立完善的3D打印材料、工藝、產(chǎn)品的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)與適航認(rèn)證體系,是產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展的基石;雖然單件復(fù)雜零件成本優(yōu)勢(shì)明顯,但如何進(jìn)一步降低設(shè)備、材料成本和提升批量生產(chǎn)時(shí)的效率,是拓展至更大范圍結(jié)構(gòu)件應(yīng)用的關(guān)鍵;兼具材料學(xué)、機(jī)械設(shè)計(jì)、軟件編程和航天工程知識(shí)的復(fù)合型人才緊缺。同時(shí),工藝數(shù)據(jù)庫(如針對(duì)不同材料、設(shè)備的打印參數(shù))的積累與共享至關(guān)重要。
展望未來,隨著我國空間站建設(shè)、深空探測(cè)、星座互聯(lián)網(wǎng)等國家戰(zhàn)略的持續(xù)推進(jìn),以及商業(yè)航天市場(chǎng)的持續(xù)爆發(fā),3D打印作為新一代智能制造的核心使能技術(shù),其地位將愈發(fā)鞏固。它不僅是在“制造”零件,更是在重新定義航天器的設(shè)計(jì)哲學(xué)與制造邏輯——從“如何制造”轉(zhuǎn)向“如何*優(yōu)地設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)”。
從火箭發(fā)動(dòng)機(jī)到衛(wèi)星部署器,3D打印正在將一個(gè)個(gè)曾經(jīng)天馬行空的設(shè)計(jì)藍(lán)圖,精準(zhǔn)無誤地“編織”成飛向太空的現(xiàn)實(shí)。