商業(yè)航天行業(yè)系列深度報告之航天增材制造專題：減重降本利器，產(chǎn)業(yè)必由之路.pdf

商業(yè)航天行業(yè)系列深度報告之航天增材制造專題：減重降本利器，產(chǎn)業(yè)必由之路。發(fā)射端已成為商業(yè)航天擴(kuò)張的主要掣肘。國內(nèi)衛(wèi)星制造正在從單件研制走向批量化生產(chǎn)，但運(yùn)力和發(fā)射節(jié)奏未能同步提升，導(dǎo)致衛(wèi)星產(chǎn)能難以順利轉(zhuǎn)化為 在軌規(guī)模。中美對比亦說明這一問題：2025年美國商業(yè)航天發(fā)射198次，中國為24次，發(fā)射頻次差距顯著。與此同時，火箭有效載荷占比不高，結(jié)構(gòu)重量 和發(fā)動機(jī)等硬件成本卻占據(jù)較大比例，因此圍繞火箭本體的減重和制造降本，是提升商業(yè)航天經(jīng)濟(jì)性的關(guān)鍵。

增材制造對火箭產(chǎn)業(yè)鏈的核心價值，可歸納為“輕量化、一體化、提效降本”三條主線。一方面，增材制造更接近凈成形，復(fù)雜件材料利用率顯著提升， 傳統(tǒng)加工中原材料與成品質(zhì)量比常見為10:1至20:1、復(fù)雜情況下甚至可達(dá)40:1，而增材制造理想狀態(tài)下可接近1:1；另一方面，其支持復(fù)雜流道、點(diǎn)陣和拓 撲優(yōu)化設(shè)計，可實(shí)現(xiàn)更大幅度的結(jié)構(gòu)減重。報告同時強(qiáng)調(diào)，推進(jìn)系統(tǒng)部件可由“百件級”集成為“單件級”，典型如噴注器頭由248個零件集成為1個整體 件，焊縫由127道降至4道，顯著降低裝配誤差、泄漏風(fēng)險和失效模式。

發(fā)動機(jī)是當(dāng)前航天增材制造最具確定性的落地方向。3D打印在火箭上的應(yīng)用主要集中于發(fā)動機(jī)復(fù)雜熱端和流體部件，包括噴注器、推力室、燃燒室部件、 噴管、閥體、歧管及渦輪泵等。這類部件內(nèi)部流道復(fù)雜、焊接裝配難度高、傳統(tǒng)工藝周期長，天然適合采用增材制造。NASA相關(guān)案例顯示，制造周期可 由18個月縮短至8個月甚至5個月，成本由31萬美元降至20萬美元和12.5萬美元；國內(nèi)方面，星河動力表示發(fā)動機(jī)周期可由約6個月縮短至1個月以內(nèi)，成本 接近原來的十分之一，重量減輕一半。

火箭發(fā)動機(jī)之后，衛(wèi)星結(jié)構(gòu)件有望成為重要擴(kuò)散方向。增材制造不僅能實(shí)現(xiàn)衛(wèi)星平臺減重，還能推動結(jié)構(gòu)與功能一體化，縮短設(shè)計和制備周期，提升批產(chǎn) 效率。以千乘一號為例，其整星結(jié)構(gòu)重量占比由傳統(tǒng)約20%降至15%以內(nèi)，零部件數(shù)量縮減為5件，設(shè)計及制備周期縮短至1個月。

產(chǎn)業(yè)邏輯正在從單點(diǎn)應(yīng)用走向全鏈條受益。航天增材制造產(chǎn)業(yè)鏈分為上游材料及軟硬件、中游設(shè)備制造和打印服務(wù)、下游應(yīng)用等環(huán)節(jié)。上游包括金屬/非金 屬材料、激光器、振鏡、建模與控制軟件等；中游包括SLM、LENS、WAAM等設(shè)備與制造服務(wù)；下游應(yīng)用則重點(diǎn)落在航空航天。國外代表性企業(yè)有 Relativity Space、Velo3D、3D Systems、SLM Solutions、EOS等；國內(nèi)代表企業(yè)有鉑力特、華曙高科、飛而康、鋼研極光、漢邦激光、易加三維等 。整 體來看，受益路徑將從“航天需求拉動”逐步傳導(dǎo)至“設(shè)備-材料-服務(wù)”多個環(huán)節(jié)。