（报告出品方/作者：东北证券，赵丽明、赵宇天）
1. 公司概况有研粉末新材料（北京）有限公司成立于 2004 年，隶属于有研集团。2018 年，公 司依法整体变更设立为股份有限公司。2021 年公司于科创板上市。公司自设立以来 一直专注于先进有色金属粉体材料的设计、研发、生产和销售，在国内外有色金属 粉体材料市场皆具有较强的市场竞争力，目前公司主要产品包括铜基金属粉体材料、 微电子锡基焊粉材料和 3D 打印粉体材料等。有色金属粉体材料行业是高端制造领 域发展的重要基础，属于国家重点支持的战略性新兴产业领域中的新材料产业。 截至 2022 年 9 月 30 日，公司总股本 10366 万股，流通股约 6290.88 万股。目前， 有研集团累计持有公司 36.31%的股权，为公司的控股股东。公司实控人为国务院国 资委，股权结构整体较为稳定。
根据 2022 年三季报，公司前三季度实现营业收入 21.34 亿元，同比增长 7.79%；归 属于上市公司股东的净利润 3836.11 万元，同比下降 22.03%。公司第三季度实现营 业收入 5.69 亿元，同比下降 20.16%；归属于上市公司股东的净利润 579.79 万元， 同比下降 62.51%。公司第三季度业绩出现较大程度下滑，主要原因有三：受宏观经 济下行和下游需求影响，铜基和锡基粉体材料销售情况不及预期；南方高温限电政 策导致公司部分生产基地停产；铜、锡等原材料价格下跌导致公司出现存货跌价损 失。
2.1. 公司铜基、锡基粉材品种丰富，技术先进
按照生产工艺划分，公司铜基金属粉体材料主要包括三种，即电解铜金属粉体材料、 雾化铜基金属粉体材料和其他铜基金属粉体材料，主要应用于粉末冶金、超硬工具、 电工材料、摩擦材料等行业。公司自主研究开发出高品质电解铜粉绿色制备技术， 已相对成熟并达到了国际先进水平。 公司通过自主研发系列无铅环保微电子焊粉制备及材料设计技术，开发出能够替代 原 Sn-Pb 合金的系列低、中、高温无铅合金焊粉，促进全产业链的无铅环保化。其 中，公司开发出 Sn-Bi-Cu、Sn-Bi-Sb、Sn-Bi-Zn 等低温无铅焊料，解决了低温无铅 焊料可靠性不足的问题，也缓解了焊料无铅化以来成本急剧攀升的问题。公司的焊 粉制备技术人总体达到国际先进水平，部分技术达到国际领先水平，并在中高端应 用技术领域优势明显。
2.2. 新建生产基地陆续投产，产能逐步扩张
招股说明书显示公司将利用上市募集资金进行重庆市綦江古剑山桥河工业园区粉 体材料生产基地的建设，实施主体为有研重冶。该项目总投资 1 亿元，电解铜金属 粉体材料设计产能 8000 吨/年，雾化铜基粉体材料设计产能 400 吨/年，其他铜基金 属粉体材料设计产能 3200 吨/年，锡粉设计产能 400 吨/年。目前，全资子公司有研 重冶已完成募投项目“新建粉体材料基地建设项目”主体工程建设，进入设备安装 阶段，预计 2022 年 12 月 31 日前可完成项目建设并投入试生产。 此外，为了开拓海外市场，推进海外业务布局，提升公司产品在海外市场的竞争力 和占有率，更好的满足客户需求，提高收入规模和利润水平，公司在泰国布局生产 基地。项目总投资 9706.92 万元，电解铜金属粉体材料设计产能为 4000 吨/年，雾化 铜基金属材料设计产能为 1700 吨/年，微电子锡基焊粉材料设计产能 400 吨/年，锡 粉设计产能 300 吨/年。该项目已于 2022 年 6 月开工，预计泰国生产基地 2023 年三 季度投产。 重庆新建粉体材料生产基地投产后，将替代部分现有产能，产能净增约为 3000 吨。 预计 2023 年和 2024 年，公司铜基金属粉体材料产量将分别提高 3000 吨和 5700 吨， 微电子锡基焊粉材料产量将分别提高 400 吨和 700 吨，公司归母净利润分别增长 1860 万元和 2410 万元。
3. 3D 打印步入量产期，特种粉材需求有望快速增长3.1. 着眼未来，公司新设增材制造子公司
2021 年 11 月，公司发布《增材及特种粉体材料产业公司化运营项目可行性研究报 告》，宣布将整合有研粉材旗下增材制造及高温特种粉体材料业务板块相关资源，新 设有研增材技术有限公司并实现独立运营。新设公司将以市场需求为导向，依托自 身在金属粉末制备环节的技术优势，围绕航空航天、汽车、国防军工、医疗健康、 模具设计等下游应用领域，开发生产增材制造金属粉体材料和高温特种粉体材料产 品。新公司的设立有助于突破增材制造及高温特种粉体业务板块的发展瓶颈，增强 企业核心竞争力，把握增材制造和高温特种粉体行业发展机遇，更好的满足下游领 域市场需求，从而提高公司的收入规模和盈利水平。目前新设公司已正式投产。 新设公司计划注册资本为 5000 万元，其中有研粉材以现金形式出资 3000 万元，占新设公司 60%股权；有研粉材的全资子公司康普锡威以经评估的固定资产和无形资 产形式出资 1000 万元，占新设公司 20%股权；钢研投资有限公司作为战略投资者， 以现金形式出资 1000 万元，占新设公司 20%股权。钢研投资与新设公司的客户钢 研高纳同为钢研集团控股公司，一般情况下，钢研高纳进行合金设计和部分原材料 准备，有研增材利用雾化装备生产球形金属粉末提供给钢研高纳。
新设公司的主营业务包括增材制造金属材料和特种合金粉体材料的研发、生产和销 售，其中增材制造金属粉体材料为重点发展方向，主要产品为高温合金粉末、铝合 金粉末、铜合金粉末等。新设公司采用的粉末制备技术主要包括三类，分别为真空 气雾化制粉技术、高压水雾化制粉技术和高速离心雾化制粉技术。
铂力特是一家专注于工业级金属 3D 打印的高新技术企业，其主营业务包括金属 3D 打印设备、金属 3D 打印定制化产品及金属 3D 打印原材料的研发、生产和销售，是 中国金属 3D 打印领先企业，于 2019 年 7 月在科创板上市。2019-2021 年间，铂力特自有金属 3D 打印设备由 90 余台增长至 240 余台，自研 3D 打印设备销量由 35 台 增长至 140 台，3D 打印设备数量的增长有望带动 3D 打印金属原材料需求的不断提 升。目前，铂力特是公司增材制造子公司的客户，向其批量供货增材制造用铝合金 粉末、铜合金粉末等产品。
3.2. 3D 打印产业规模快速增长
3D 打印即快速成型技术的一种，又称增材制造，它是一种以数字模型文件为基础， 运用粉末状金属或塑料等可粘合材料，通过逐层打印的方式来构造物体的技术。3D 打印产业链上游包括原材料、核心硬件和辅助运行设备；中游为使用不同种类技术 的 3D 打印设备，即 3D 打印机，目前主流的 3D 打印技术包括熔融沉积成型技术 （FDM）、光固化成型技术（SLA）等；下游为 3D 打印的应用领域，主要包括机械 制造、消费电子、汽车、航空航天、医疗等。
根据国际增材制造权威研究机构 Wohlers Associates 发布的最新增材制造产业报告 《Wohlers Report 2022》，2021 年全球 3D 打印产业规模为 152.44 亿美元，同比增长 19.49%，增速已恢复至疫情前水平。2017-2021 年，中国 3D 打印产业规模由 96 亿 元逐年上升至 261.5 亿元，年均复合增长率为 28.47%，预计未来 3 年中国 3D 打印 产业规模仍将保持较快速度增长，2024 年达到 500 亿元。
3.3. 金属 3D 打印材料发展空间广阔
从细分行业来看，根据《Wohlers Report 2022》，2021 年 3D 打印服务市场规模为 62.35 亿美元，占比 41%；3D 打印装备销售总额 34.17 亿美元，占比 22.4%；3D 打印材 料市场规模 25.98 亿美元，占比 17%。在 3D 打印材料中，聚合物粉材占比 34.7%， 光敏树脂占比 25.2%，聚合物丝材占比 19.9%，金属材料占比 18.2%。
整体来说，3D 打印材料可分为金属 3D 打印材料和非金属 3D 打印材料，金属 3D 打印材料包括各种合金粉末，非金属 3D 打印材料则包括工程塑料、光敏树脂、陶 瓷材料和细胞生物原料。目前，全球 3D 打印材料仍以非金属材料为主。
相较于传统金属加工工艺，金属 3D 打印具备无模化、可定制的优点，其生产效率 和产品质量均有较大程度提升，在制造一些复杂、精密的零部件时，其优势更加显 著。在金属 3D 打印中，金属粉末的质量对最终产品的结构和性能有很大影响，金 属粉末质量越好，粒径越小，最终产品的致密性和机械性能越好。 金属粉末制备方法按照制备工艺主要分为：机械破碎法和物理化学方法的还原法、 电解法、雾化法等。目前，3D 打印所需金属粉末主要采用雾化法，具体来说有等离 子旋转电极雾化（PREP）、气雾化（GA）、等离子雾化（PA）。
金属 3D 打印材料主要包括铁基合金、钛及钛合金、镍基合金、钴基合金、铝合金、 其他金属和形状记忆合金（SMA）等。目前，国际市场上金属 3D 打印粉体材料供 应商以欧美厂商为主，如瑞典 Sandvik、美国 Carpenter Technology、跨国公司 GKN、 加拿大 AP&C、英国 LPW Technology 等。国内市场的主要厂商包括江苏威拉里、无 锡飞而康、中航迈特、上海材料研究所等。
法国 3D 打印公司 Sculpteo 对 2017 年和 2018 年多家企业 3D 打印原材料需求进行 了调研，结果显示 2018 年仅有金属 3D 打印材料的运用率有所提升。IDTechEx 在 《金属增材制造 2022-2032：技术与市场展望》中预测，到 2032 年金属增材制造全 球市场规模将超过 180亿美元，2022年~2032 年期间的年均复合增长率可达 18.8%。 虽然当前金属 3D 打印材料使用频率较低，但未来随着金属 3D 打印市场规模的扩 大，各类金属粉末的需求也将持续增长。
4. 高温合金粉末4.1. 公司高温合金粉体材料品种丰富，与钢研集团开展合作
公司高温合金粉体产品主要分两大类，一是涡轮盘用高温合金粉体材料，二是 3D 打 印用高温合金粉体材料。涡轮盘用高温合金粉体材料主要用于生产航空发动机中的 美系涡轮盘，3D 打印用高温合金粉体材料主要用于生产各类以高温合金为原材料 的复杂零部件的制造。3D 打印用高温合金粉体材料牌号比较多，公司利用具有自主 知识产权的核心技术和装备，已成功开发出 GH4169、GH3536、GH3230、K418、 M400 等高温合金粉体材料。公司对 GH4169、GH3536、GH3230、M400 等进行成 分调控，已通过用户认可，形成批量供货。随着高温合金粉末市场规模的不断扩大， 多品类高温合金的应用需求不断提升，公司可根据用户要求实现特殊牌号高温合金 粉体的定制化生产。 公司引入钢研投资作为新设公司的战略投资者。钢研投资是钢研集团的全资控股公 司，钢研集团旗下的钢研高纳是国内高温合金领域技术先进、产品种类最齐全的企 业之一，产品涵盖镍基、钴基、铁基等高温合金的多个细分领域，因此需要与上游 优质粉末供应商开展深度合作。钢研投资承诺，对新设公司投资入股后将提供钢研 高纳自身市场资源，采购新公司的增材制造金属粉末产品，同时借助其在粉末涡轮 盘细分领域的优势，提供优质的高温合金粉末市场资源。这有助于新设公司顺利切 入高端产品市场，迅速扩大自身产销规模，利于公司长期发展。
4.2. 高温合金市场规模预期提升，主要应用于航空航天
高温合金是指能在 600℃以上的高温及一定应力作用下长期工作的一类金属材料， 具有优异的高温强度、良好的抗氧化和抗热腐蚀性能、良好的疲劳性能、断裂韧性 等综合性能。按照基体元素，高温合金可以分为铁基高温合金（14.3%）、镍基高温 合金（80%）和钴基高温合金（5.7%）。铁基高温合金使用温度一般只能达到 750~780℃，难以满足当前下游领域对高温材料承受高温能力的要求。钴基高温合金 虽然耐热性能较好，但由于钴资源产量比较少，加工比较困难，整体用量不多。按 照制备工艺，高温合金可以分为变形高温合金（70%）、铸造高温合金（20%）和粉 末高温合金（10%）。变形高温合金指可以进行冷、热变形加工，具有良好的力学性 能和综合强度、韧性，具有较高的抗氧化、抗腐蚀性能的一类合金；铸造高温合金 指以铸造方法直接制备零部件的一类合金；粉末高温合金是指用粉末冶金工艺制成 的高温合金。
根据前瞻产业研究院数据，2020 年全球高温合金市场规模为 137 亿美元，预计 2024 年将达到 173 亿美元，2020-2024 年年均复合增长率 6%。2015-2021 年，中国高温 合金市场规模由 78 亿元逐年扩大至 219 亿元，年均复合增长率 18.77%，预计未来 高温合金需求将继续保持较快增长。
目前，国内高温合金生产企业主要包括三类：以抚顺特钢、宝钢特钢、长城特钢为 代表的特钢企业；以钢研高纳、北京航材院、中科院金属所为代表的研究生产基地； 以图南股份、中洲特材、隆达股份为代表的民营企业。国际高温合金生产企业主要 包括 PCC、Carpenter、Allegheny、Haynes 等。
从下游需求来看，目前高温合金消费占比最高的三个应用领域分别是航空航天、电 力和机械，占比分别为 55%、20%和 10%。工业、汽车和石油石化等行业消费占比 较小，分别为 7%、3%和 3%。
4.3. 高温合金粉末需求快速增长
从技术上来看，以镍基粉末高温合金为例，其目前已经历了三代的研制历程，欧美 等国已经研制出了第四代粉末高温合金。第一代粉末高温合金是在变形高温合金和铸造高温合金的基础上适当降低碳含量，添加了 MC 型强碳化物形成元素 Nb、Hf 等，以防止形成原始粉末颗粒边界 PPB 而发展起来的，第一代粉末高温合金中强化 相 γ 含量高，晶粒细小，抗拉强度高，其使用温度通常在 650℃，解决了传统高温 合金高合金化难变形问题。第二代粉末高温合金增大了第一代高温合金的晶粒度， 解决了蠕变性能、拉伸强度与损伤容限之间平衡，裂纹扩散速率低为其突出特点。 第三代粉末高温合金在合金成分上进行了优化，提高了合金化程度，并采用了合适 的冶金工艺，因此具有更高的高温强度和更好的损伤容限。第四代粉末高温合金通 过成分调整和工艺优化来获得更高的工作温度，使其具有高强度、高损伤容限和高 工作温度的特点。 粉末高温合金的化学成分非常复杂，一般都含有十几种合金元素，按照其在合金中 的基本作用可分为六类。（1）、形成面心立方元素：铁、钴、镍、锰构成高温合金的 奥氏体基体 γ；（2）、表面稳定元素：铬、铝可提高合金抗氧化能力，钛、钽有利于 抗热腐蚀；（3）、固溶强化元素：钨、钼、铬、铌、钽、铝溶解于 γ 基体强化固溶体； （4）、金属间化合物强化元素：铝、钛、铌、钽、铪、钨形成金属间化合物强化合 金；（5）、碳化物、硼化物强化元素：碳、硼、铬、钨、钼、钒、铌、钽、铪、锆、 氮主要形成初生和次生的各种类型碳化物和硼化物强化合金；（6）、晶界和枝晶间强 化元素：硼、铈、钇、锆、铪以间隙原子或第二相形式强化晶界。
粉末的制备是粉末高温合金生产过程中最重要的环节，粉末的质量直接影响零件的 性能，目前在实际生产中主要有两条工艺路线，分别为美系气雾化制粉工艺和俄系 等离子旋转电极法制粉工艺。
气雾化制粉是以高速气流将高温合金液流直接击碎成粉末的过程，该方法具有雾化 效率高、设备相对简单、成本低等特点。气雾化制粉目前的研究方向包括细小粒度 及纯净高温合金粉末的制备，以缓解由于采用自由落体式雾化喷嘴和粉末制备过程 中与陶瓷件接触造成的粉末夹杂物含量高的问题。等离子旋转电极法制粉工艺是将 高温合金制成电极棒，电极棒一端采用等离子弧加热，另一端与高速电机连接，在 离心力的作用下，熔化的金属经甩出后形成粉末。该工艺的特点是粉末的纯度高， 非金属夹杂物含量低，氧含量低，粉末粒度分布窄，球形度好。但由于受到电极棒 转速的限制，粉末粒度较粗，且该工艺设备复杂，投资较大。
4.3.1. 涡轮盘用高温合金粉体材料
用于涡轮盘的高温合金主要涉及到粉末的制备、粉末固结成型、热处理等工艺过程， 目前主要采用的加工路线有三种：制粉 固结成型 热处理；制粉 固结成型 热锻造 热处理；制粉 固结成型 热挤压 热锻造 热处理。
中国粉体网表示，高温合金粉末固结成型工艺主要包括真空热压成型、热等静压成 型、热挤压、等温锻造等，其中热等静压和热挤压工艺使用最为广泛。热等静压处 理的基本原理是以气体或液体作为压力介质，使材料在加热过程中经受各向均衡的 压力，借助于高温与高压的共同作用促进材料致密化和元素扩散，使内部的孔隙和 微裂纹等缺陷闭合，起到提高铸件整体力学性能的目的。热挤压是指将坯料加热至 再结晶温度以上，使其在强烈的挤压力作用下，从挤压模口中流出或流入细小的模 腔中，最终获得所需加工件的压力加工方法。 中国粉体网指出高温合金热处理工艺是指高温合金材料在固态下，通过加热、保温 和冷却的方式，以获得预期组织和性能的一种金属热加工工艺，是改变合金显微组 织、挖掘合金潜力、改善其综合性能的关键手段之一。近年来研究较为深入的热处 理工艺主要是固溶处理和时效处理。固溶处理是指在高于高温合金组织内析出相的 全溶温度，使合金中各种分布不均匀的析出相充分溶解至基体相中，从而实现强化 固溶体并提高韧性及抗蚀性能，消除残余应力的作用，以便继续加工成型，并为后 续时效处理析出均匀分布的强化相做准备。时效热处理是指在强化相析出的温度区 间内加热并保温一定时间，使高温合金的强化相均匀地沉淀析出，碳化物等均匀分 布，从而实现硬化合金和提高其强度的作用。
从需求上来看，用于粉末冶金的高温合金粉体材料主要用于航空发动机涡轮盘的制 造。航空发动机被称为“工业之花”，是航空工业中技术含量最高、难度最大的部件 之一。在航空发动机上，高温合金主要用于燃烧室、导向叶片、涡轮叶片和涡轮盘 四大热端零部件。其中，涡轮盘是航空发动机重要的核心热端部件，其工作条件十 分苛刻，需要在高温、高转速、高应力、高速气流下工作。涡轮盘在工作中受热不 均，盘的轮缘部位比中心部位承受更高的温度，产生很大的热应力。榫齿部位承受 最大的离心力，所受的应力更为复杂。因此，涡轮盘的冶金质量和性能水平对于发 动机和飞机的可靠性、安全寿命和性能的提高具有决定性作用。随着对于发动机推 重比和功重比的要求越来越高，对涡轮盘材料的性能要求也越来越严格，使用传统 工艺制备的高温合金容易产生严重的成分偏析，且压力加工成型困难，难以满足实 际需求。粉末高温合金利用粉末冶金工艺生产，以精细金属粉末作为成型材料制造 成涡轮盘，解决了传统传统高温合金偏析严重、热加工性能差、成型困难等问题， 具有合金化程度高、晶粒细小、组织均匀、屈服强度高、疲劳性能好等优点，已成为目前高性能航空发动机涡轮盘的首选材料。
4.3.2. 3D 打印用高温合金粉体材料
用于 3D 打印的高温合金粉体材料可用于航空航天领域复杂高温合金零部件的制造， 以优化其设计并提升生产效率。2021 年 8 月，GE 航空增材制造中心生产的第 10 万 个 3D 打印发动机燃油喷嘴下线。这款 3D 打印燃油喷嘴用于 LEAP 发动机中，根据 发动机型号的不同，每台发动机需要安装 18 或 19 个燃料喷嘴，燃油喷嘴以高温合 金中的钴铬合金制成。与传统的双环预混悬流相比，该款 3D 打印燃油喷嘴直接设 计成 1 个零件，一次打印成形，因此其重量减轻 25%，制造成本降低 30%，寿命延 长了 5 倍。
除此之外，用于 3D 打印的高温合金粉体材料还可用于导弹等武器装备核心部件的 制造。2021 年，印度国防冶金研究实验室(DMRL)的研究人员以 IN718 合金（与中 国 GH4169 相似）为原材料，使用 3D 打印技术创建了一个升级版的燃料喷射器，可以使地对空导弹的推进成本降低。该部件被证明具有良好的内部空腔区域，且没 有任何主要的孔隙或裂缝来削弱其结构刚性。在测试过程中，该部件表现出 500 至 600MPa 的抗压强度，以及令人印象深刻的硬度和抗拉强度特性，研究人员称这些 特性要优于那些传统的熔化和铸造的 IN718。
5.1. 公司铝合金粉末产品性能优异
铝合金是金属增材制造的重要材料之一，但粉末流动性较差、表面存在卫星球、内 部存在空心粉、杂质含量高等不利因素，制约了其在增材制造领域的应用。公司利 用自主研发的粉末制备技术，开发出适合增材制造的高流动性、高球形度、低氧含 量、低空心粉率的高品质球形铝合金粉末。此外，针对传统 Al-Si 系合金在采用增 材制造方法成型时会因偏析和金属间化合物等因素出现开裂的问题，公司开展了增 材制造用高强耐热铝合金粉末成分研究，通过调控合金成分，成功开发出 2 项增材 制造专用高强铝合金粉末。
整体来说，公司铝合金粉末产品性能优于竞争对手。以 15μm-53μm 规格的 AlSi10Mg 粉体材料为例，与德国 TLSTechNIk 公司的同类产品相比，新设公司产品在球形度、 松装密度、振实密度、流动性、粒度分布等技术指标上均具备优势。良好的球形度 使粉末流动性提高超过 50%，且松比、振实密度提高超过 15%，使得打印过程更稳 定，打印件缺陷少，致密度高，力学性能好，产品各项性能指标均处于国际领先水 平。新设公司铝合金产品使用雾化技术，产品原材料成本可降低 50%，将极大提升 产品的竞争力和吸引力，有助于快速抢占下游市场，获取竞争优势。
新设公司拥有 3 条铝合金粉末生产线，公司自行设计并安装的全自动铝合金粉末生 产设备已投产，成为国内首家实现铝合金粉末自动化生产的公司。该套设备在保证 粉末质量稳定的同时，将生产效率大幅提升 4-5 倍，有助于公司满足不断增长的高 品质铝合金粉末需求。
5.2. 铝合金 3D 打印限制较多，高强铝合金成发展方向
铝合金按照合金元素和加工工艺可分为两类，分别是铸造铝合金和变形铝合金。铸 造铝合金典型的品种有 Al-Si 合金、Al-Cu 合金、Al-Mg 合金和 Al-Zn 合金等，变形 铝合金主要的品种有工业纯铝（1 系）、Al-Cu 合金（2 系）、Al-Mn 合金（3 系）、AlSi 合金（4 系）、Al-Mg 合金（5 系）、Al-Mg-Si 合金（6 系）、Al-Zn-Mg 合金（7 系）、 Al-其他元素合金（8 系）和备用合金组（9 系）。 铝合金材料具有质量轻、易加工等特点，在轻量化制造领域具有广阔的应用前景， 但其高导热率、易氧化性及高激光反射率等特点，使得大部分铝合金材料无法适用 于以激光为热源的金属 3D 打印。对于激光 3D 打印，仅有少数 Al-Si 系列铸造合金 粉末因其粉末流动性好，具有良好的铸造和焊接性能，以及可以承受以激光为热源 的金属 3D 打印急热骤冷过程中产生的极大的内应力等特点，实现了无裂纹加工。 而对于焊接性较差的变形铝合金，由于高的热梯度会促进柱状生长并产生热裂，其 在 3D 打印中的应用受到了很大的限制。
传统的铝合金铸造技术存在一些缺陷，主要体现在以下三个方面：铸造铝合金在铸 注过程中的缺陷使得铸造工艺的废品率较高；铸造铝合金冷却速度较慢，造成合金 元素偏析，影响铝合金的力学性能；铸造铝合金的焊接性较差，连接问题成为制约 其应用的瓶颈。预计未来生产中对铝合金零部件的性能要求将不断提高，形状复杂、 尺寸精密的铝合金零部件的快速生产制造成为发展方向。3D 打印技术可以针对性 的解决传统铸造工艺中暴露的一些缺陷，满足铸造过程中加工困难或无法加工的特殊零部件的成型加工需求。 基于现阶段 3D 打印技术普遍是以激光为热源的情况，目前适用 3D 打印技术的铝 合金主要为 Al-Si 系铸造合金，其中对于 AlSi10Mg 的研究和应用最为广泛。然而， 由于铸造合金的材料本质，虽然采用经过优化的激光 3D 打印制造工艺制备铝合金 产品，但其抗拉强度很难突破 400MPa，从而限制了其在高性能要求承力构件上的 使用。
目前，国内外众多企业采用各种技术开发出了不同成分的更高强度的铝合金 3D 打 印粉末，但整体上来说高强铝合金 3D 打印粉末的生产规模仍较小，预计未来随着 技术的不断成熟和生产效率的不断提升，铝合金 3D 打印粉末市场规模也将持续扩 张。
5.3. 3D 打印铝合金航空航天用量较大，有望部分替代 3D 打印钛合金
铝合金作为一种较为成熟的轻质高强合金材料在航空航天中的使用量巨大，航空航 天领域主要发展高强、高韧性和耐腐蚀性强的铝合金材料以满足其严苛的使用条件， 目前应用较多的为 2 系和 7 系铝合金，可应用于飞机蒙皮、结构件等部位，运载火 箭的发动机装置、主体部件、旋转台、遥控部分以及载人飞行器的骨架等。
随着航空航天领域零部件复杂程度的提升，具有低成本、高效率特点的 3D 打印技 术成为关注的重点。从 3D 打印金属材料之间的横向对比来看，确实存在比铝具有 更高比强度的轻质金属合金，例如钛合金。在热管理部件的应用中，也有比铝合金 具有更好传热系数的材料，例如铜合金。谈及具有最低密度或更高电势的材料，镁 合金也是不错的选择。但如果需要在成本、性能和可制造性之间进行权衡，铝合金 仍是最佳材料之一。 目前，在航空航天领域，铝合金和钛合金都是各国重点发展的材料之一。铝合金与 钛合金都具有出色的低密度和结构强度，无论是使用 3D 打印还是 CNC 加工，两者 都在航空航天领域占有十分重要的地位。整体来说，铝合金在飞机中的用量为20%， 钛合金在飞机中的用量为 15%。
钛合金是以钛为基础加入其他元素构成的合金，钛合金具有比强度高、耐蚀性好、 耐热性高、低温性能好等特点。用 3D 打印技术制造的钛合金在保留上述性能的同 时，能够以更低成本、更快速度、更轻质量实现异形复杂零部件的精确制造，因此 广泛应用于航空航天领域。目前，航空航天领域使用的 3D 打印钛合金主要包括 Ti6Al4V（TC4）、Ti-5Al-2Sn-2Zr-4Mo-4Cr（TC17）、Ti-6Al-2Mo-1.5Cr-2Zr-2Sn-2Nb （TC21）、Ti-6Al-2Sn-4Zr-2Mo-0.08Si（Ti-6242）等，其中 TC4 应用最为广泛。TC4 合金是一种中等强度的 α-β 型两相钛合金，含有 6%的 α 稳定元素 Al 和 4%的 β 稳 定元素 V，合金长时间工作温度可达 400℃，在航空工业中主要用于制造起落架、 轴承架、旋转机械、压缩机盘和叶片、低温推进剂罐和许多其他航空航天部件的常 用合金。 轻量化一直是航空航天领域重点关注的重要技术，对于追求轻质和减重方面可以说 是克克计较。根据《科学出版社》的统计，飞行器每减重 1kg 所取得的经济效益与 飞行速度有关。如对航天飞机来说，每减重 1kg 的经济效益将近十万美元。虽然铝 合金与钛合金都具有高强度和低密度，但钛合金的密度大概在 4.5 左右，而铝合金 的密度约为 2.7，其密度只有钛合金的 60%，在强度能够满足的情况下，使用高强铝 替代钛合金能够带来 40%的减重。以国产飞机 C919 为例，其登机舱门使用了多个 3D 打印钛合金零部件，若将其全部替换为 3D 打印铝合金零部件，则可以减轻重量， 带来经济效益。从成本角度考虑，预测未来 3D 打印铝合金在航空航天领域将替代 部分 3D 打印钛合金，以实现降低运营成本的目的，3D 打印铝合金应用前景广阔。
6. 铜合金粉末公司是国内最大的铜基金属粉体材料供应商，2021 年销售量超过 2.5 万吨。公司在 铜基金属粉体材料的研究生产方面均处于领先地位，为在国内较早开展增材制造用 铜及铜合金粉末的研究与应用奠定了坚实的基础。目前公司已形成多种增材制造专 用铜及铜合金粉末产品，包括纯 Cu、CuSn10、CuCrZr、CuNi2SiCr、CuAlFeNi 等， 其中 CuCrZr 在航空航天等领域取得了重要应用。 火箭发动机是铜合金的典型应用场景。发动机内衬及相关零部件材料要求极高，一 方面由于燃烧室燃烧温度极高（超过 3000℃），另一方面高温高压及高速燃气对材 料有很强的侵蚀。CuCr 合金是一种典型的沉淀强化型铜合金，而 Zr 元素的加入可 以促进 Cr 相析出，改善析出相分布，同时 Zr 与 Cu 形成的铜锆化合物可起到沉淀 强化的作用，因此 CuCrZr 合金力学性能优异，可以用于火箭发动机零部件制造。近 年来国内航天单位围绕火箭发动机推力室零件的增材制造开展了较多研究和开发 工作，CuCrZr 是当前可选材料。
值得一提的是，火箭发动机零件用铜合金材料仍在不断更新迭代之中，CuZr、CuCr、 CuAgZr、CuCrNb 等材料陆续都有应用研究，尤其是美国 NASA 开发的一种具有高强度和高导热性的航天增材制造专用铜合金 GRcop-42，有望将火箭发动机燃烧室材 料提升至新的等级。 2019 年，NASA 研究人员宣布成功完成 GRCop-42 粉末的改造和工艺开发，该材料 旨在替代此前的 GRCop-84，它可以在保证同等高强度的前提下，大幅提高导热系 数，而且比当前燃烧室内衬用合金 NARloy-Z 的导热率还要高。GRCop-42 铜合金中 使用了铬和铌，使其在高温下仍能保持强度，同时具有优异的抗蠕变性能和低周疲 劳寿命。所有这些特性对于火箭发动机部件具有重要价值，特别适合制造喷油器和 再生冷却燃烧室衬里。2022 年 5 月，Velo3D 宣布旗下 Sapphire 系列打印机完成了 针对 GRCop-42 铜合金的认证。
Launcher 是美国民营航天技术新锐公司，也是第一家使用 3D 打印铜合金的小型发 射公司。2022 年 4 月，Launcher 对其 3D 打印的 E2 火箭发动机进行了全力点火测试，发动机在 100bars 燃烧压力下实现了 10 吨推力，实验取得圆满成功。在 E2 火 箭发动机中，其燃烧室使用 C18150 CuCrZr 合金 3D 打印，打印件经热处理和热等 静压后满足使用需求。CuCrZr 合金具有相比传统镍基合金高 20 倍的传导性能，具 有高效的热传导性和冷却效果，以其为原材料利用 3D 打印技术制造的燃烧室不仅 寿命更长还降低了成本。在测试过后，3D 打印的燃烧室喉部保持完美状态。 铂力特早在 2015 年就攻克了铜由于高导高反等特性无法实现 3D 打印的技术难题， 成功利用公司自行研制的大型选区激光熔化快速成型设备 BLT-S300 打印出铜合金 典型结构件，成为国内首个具备铜合金 3D 打印能力的公司。打印成型的零件外观 为铜合金特有的紫红色，零件中分布有随形冷却流道，结构复杂，成型难度高。经 航天某研究所验证，零件满足设计要求。
公司目前的主营业务包括铜基金属粉体材料、微电子锡基焊粉材料的生产、加工与 销售，这两类主营业务采用“原材料价格 加工费”的产品定价方式，利润主要来自 于相对稳定的加工费。2021 年，公司共销售 25004.74 吨铜基金属粉体材料，实现毛 利 14492.68 万元，平均每吨铜基金属粉体材料毛利为 5796 元；共销售 3147.87 吨 微电子锡基焊粉材料，实现毛利 6733.72 万元，平均每吨微电子锡基焊粉材料毛利 为 21391 元。公司在铜基和锡基粉体材料领域经验丰富，市占率较高，未来仍将利 用其技术优势不断巩固市场地位，预计 2022-2024 年两类粉体材料营业收入分别为 24.89/29.49/34.09 亿元，毛利分别为 21335.12/25302.67/29270.22 万元，归母净利润 分别为 6124.35/8153.77/10276.69 万元。
新设公司主要从事增材制造金属粉体材料和高温特种粉体材料的生产和销售，其中 增材制造金属粉体材料为重点发展方向，主要产品为高温合金粉末、铝合金粉末等。 新设公司于 2022 年下半年投产，预计 2022 年营业收入和归母净利润分别为 6140 万 元和 608.96 万元，对公司当年业绩贡献较小。2023-2024 年，新设公司增材制造金 属粉体材料产量将有较大提升，预计营业收入分别为 3/6.4 亿元，归母净利润分别为 7200/16000 万元。
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精选报告来源：【未来智库】。「链接」
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