一、概述
一项新的技术革命正在深刻影响全球制造业,带动工业设计、新材料、精益制造等多个领域颠覆性的改变, 这项技术就是增材制造技术。近年来,由于其广阔的市场前景,资本市场作出了热烈反应。大洋彼岸美股中的两家3D打印概念股DDD和SSYS在过去的一年中持续飙升,一年内涨幅双双超过300%。A股中的3D打印龙头中航重机也借王华明教授的“高性能难加工大型复杂整体关键构件激光直接制造技术”获得国家科技发明一等奖之际,大幅飙升,八天六涨停,一个月股价翻番。
何谓“增材制造”?增材制造技术俗称3D打印,又称快速成型技术,即不需要传统的模具、刀具、夹具和机床,只用金属、陶瓷、塑料、砂等不同的材料,把物件的三维数据输入电脑,按下打印键,激光就能选择性地将原材料烧结成各种物品,包括复杂的工业零部件、生活中的锅碗瓢盆。
如今,世界上第一辆3D打印汽车亮相加拿大,最高时速可达112公里,欧洲科学家“打印”出自行车,甚至连房屋、人体器官,都能“打印”出来。
3D打印技术作为制造业领域的一次重大技术革命,它改变了通过对原材料进行切削、组装进行生产的加工模式,实现了随时、随地、按不同需要进行生产。 3D打印是以数字化制造及新材料、新能源应用为代表的科技领域的一次重大飞跃,是传统制造技术与新材料的完美结合,已经广泛应用到航空航天等军事领域和大型复杂构件的一次成型制造。英国《经济学人》周刊如此评价:“与其他数字化生产模式一起,3D打印推动第三次工业革命的实现”。
据了解,传统制造技术,要么做减法,找一个毛坯,去掉不需要部分,要么采用模具,灌入金属、塑料融化成型。相比之下,3D打印技术将材料制备、成型一体化,可以加工过去难以制造的复杂零件,缩短制造周期、降低成本,节省材料。广西玉柴运用该技术生产六缸发动机缸盖,一个星期内可以整体成形,而采用传统方法,仅工装模具的设计制造周期就需5个月左右。
正是由于增材制造有如此这般的神奇魅力,资本市场也才会有如此这般的热烈反应。资本市场本来就是新技术的孵化器和放大器。
二、钛合金飞机部件3D打印与传统制造成本对比
王华明教授“高性能难加工大型复杂整体关键构件激光直接制造技术”获奖的主要应用是航空钛合金。大型钛合金结构件激光直接制造技术确实是一种带有变革性的,短流程、低成本的数字化制造技术,其被国内外公认为是对飞机、发动机、燃气轮机等重大工业装备研制与生产具有重要影响的核心关键制造技术之一。高比例的钛合金使用可以减轻机体重量,提高困扰我国多年的发动机推重比,还可突破西方技术封锁,自主制造高性能承重大型机件,几何尺寸可达4米。
下面,仅就钛合金制造,新旧两种方法作一对比。
成本分拆 传统工艺 激光成型工艺
原材料价格(万元/吨) 100 100
原材料利用率 10% 95%
原材料成本(万元/吨) 1000 105
加工成本/原材料成本 1.5 0
加工成本(万元/吨) 1500 0
单套设备投资(万元) 70000 2000
单套设备年产产品重量(吨) 300 8
设备折旧年限(年) 20 10
设备折旧成本(万元/吨) 12 25
原材料+加工费+折旧(万元/吨) 2512 130
成本比 100% 5%
毛利率 20% 90%以上
费用率 <15% 30~40%
利润率 ~5% 50~60%
全球
三、中国的增材制造龙头中航重机的控股子公司——中航激光业绩前景分析
据披露,中航激光由6家发起人于2011年成立。这6家股东分别为中航高新、中航重机、王华明及其研发团队、北京北航资产经营有限公司、中航投资控股、北京工业发展投资管理有限公司。中航激光注册资本为1亿元,发起人股东均以现金出资,持股比例依次为31%、20%、30%、10%、5%、4%。其中中航投资控股为ST航投全资子公司,而中航高新为2010年中航重机与中航投资控股、沈阳万家利车轮制造有限公司共同发起成立的公司,前两者分别以现金出资5000万元与3000万元,沈阳万家利以厂房土地等实物和无形资产出资7295万元,并由中航重机行使实际控制人权利。#p#分页标题#e#
据公司公告披露,中航激光已明确的生产任务2~3型军机零部件制造;每型军机产量:2012~2014,3~5架/年,2015及以后,10架/年;单架制造任务:起落架 3 大构件 2640kg;机身主起对接框 1000k;主承力加强框780kg;起落架对接框 100kg;合计重量 4520kg 。
年份 营收(亿元) 净利润(亿元)
2012 1.74 0.87
2013 2.32 1.16
2014 2.90 1.45
2015 5.80 2.90
以上仅仅是中航激光的部分军机订单,C919、新舟、刚试飞的运20的3D打印应用不包括在内,也未包括其它钛合金增材制造,中国钛合金年需求约 50000 吨。全球航空领域对钛合金的使用比重超过 50%。很显然,如介入民用,中航激光的钛合金增材制造规模要若干倍上述,预计个十倍也不为过,因为中航激光持有的技术具有垄断性、独步世界,其低成本、高性能优势有强大的市场生命力。2011年王华明实验室拥有4台加工设备,单台产能对应产值在7000万元以上,总产值可达到2.8亿元以上;2012年,设备扩充至10台,产能达到7亿元以上。可以预计,中航激光2013年会迎来业绩的爆炸期。
四、增材制造的产业化应用前景
3D打印的应用可归为三类:新品创造、老品替代、老品升级。
1.航空航天钛合金件制造,王华明教授目前所做的,钛合金增材制造的其它应用,仅此就有千亿市场规模;
2.非钛合金军工和民用复杂件、大件、部(整)件;
3.受材料技术限制的特种材料件;
4.各种材料的个性化单件产品,包括模型和样品、个性化定制;
5.材料利用率低、成本高、周期长产品;
6.机件(锻铸件+机加工)3D耐腐耐磨及其它高性能外层;
……
随着增材制造技术的普及,我国目前机械制造产值几十万亿,部分将由3D打印替代,加上新创造的市场需求,3D打印最少有万亿规模。作为一种革命性的技术应用,增材制造技术具有改造传统产业,创造新产业的深厚潜力,前景十分广阔。美国已经把增材制造列为重塑制造业优势的头等领域,开始大量建示范园区,以抢占技术和产业高地。和新能源太阳能、风能相比,增材制造(3D打印)更实用,是个会下金蛋、创造财富的金鸡,而鲜有前者的泡沫。中国应该运用两手——强势政府的推力和市场的拉力,迅速推进此领域的技术进步和普及运用,弯道超车,直指世界前沿。
五、资本市场如何正确看待炒作
王华明教授激光快速成型技术的意义:
一是在飞机的关键领域比如减轻机身重量提高推重比上和大型复杂承重机件上取得了突破,打破了西方的封锁和垄断,并且某些方面优于西方,有良知的国人都会有扬眉吐气之感!
二是由于技术的产权属上市公司,经资本市场的炒作和固有的放大特性,给低迷的股市注入了强心剂,也激发投资界对3D打印的热情,提升对先进制造业的关注,引导富余资金进入3D领域,同时提供了一条国家急需的产业转型和升级的战略性有效途径。
三是炒作一只真正意义上的有世界领先技术的本土股票,这在A股还是第一次。由此开端,相信以后会有越来越多的第一次由中国开创,具有符号和标志意义,比炒房地产、酒强多了,这是正气,正能量,是国力强盛往前走的正路,而喝茅台住洋房是腐朽没落之路(人的奋斗是为了享乐,但吊诡的是某种程度上享乐是发展的陷阱)。
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