商业航天3D打印浪潮将至

国金证券2026-01-1655 页

报告概述

本报告专注于3D打印在商业航天领域的应用，覆盖火箭推力室、卫星结构等核心部件，分析其从概念走向量产的技术基础、成本优势、轻量化潜力及材料进展，并对比国内外企业布局，为投资者提供商业航天3D打印产业链的投资参考。

经过多年发展，3D打印已形成粉末床熔融、定向能量沉积等7大技术路线，加工材料从高分子到金属覆盖面持续扩大，单位生产成本不断下降，在对成本最敏感的消费电子领域也已出现成熟应用，表明技术成熟度足以支撑规模化生产。

3D打印从设计、成本、减重、散热到材料全面适配航天需求：实现功能集成与零件数量大幅下降，缩短供应链和研发周期，通过拓扑优化实现轻量化，结构与散热一体化设计满足高功率器件要求，高温合金及复合材料打印逐渐成熟，具备成为航天领域终极制造方案的潜力。

对比NASA已形成包含多技术路线与材料的标准化体系，国内火箭3D打印目前主要覆盖发动机部分零部件，且技术路线和材料尝试较少。深蓝航天、蓝箭航天、天兵科技等已有应用，但渗透率远低于国外，后续对标SpaceX和NASA，提升空间显著。

小卫星快速发展要求降低结构质量比，3D打印通过拓扑优化、晶格结构、功能集成设计，可显著减轻卫星主结构、支架、连接点等部件重量，并实现散热、支撑等一体化功能。国内外企业已实现立方星框架、整星结构、太阳能阵列基板等应用，未来随火箭可回收技术成熟，应用前景广阔。

3D打印突破传统制造限制，带来设计、成本、减重、散热和材料全维度优势。面向增材制造的设计可减少零件数量80%以上，缩短供应链与试错周期；拓扑优化实现极致轻量化；结构散热集成满足高功率器件需求；高温合金与复合材料打印日趋成熟，因此成为航天领域极具前景的解决方案。

火箭推力室是最核心的3D打印应用对象，主要覆盖喷注器、燃烧室、喷管和涡轮泵等零部件。喷注器可集成数十个零件为一，燃烧室与喷管可采用粉末床熔融+定向能量沉积复合制造，涡轮泵诱导轮、叶轮、涡轮盘等均已有3D打印成功案例，显著降低制造周期和成本。

3D打印通过晶格结构替代传统加强筋，对卫星主结构、支架、连接点、推力器、天线等进行拓扑优化和功能集成设计，可降低结构质量比至15%以下，同时提升整星频率。例如千乘一号卫星采用三维点阵整星结构，结构重量占比降低至15%以内，零部件数量缩减至5件。

报告提及华曙高科、银邦股份（飞而康）、飞沃科技（新杉宇航）、江顺科技（九宇建木）、汇纳科技（金石三维）、南风股份（南方增材）等企业。其中华曙高科提供金属/高分子设备与服务，飞而康列装50+台设备配套YF-75DA发动机，新杉宇航主要服务天兵科技等火箭客户。

11万秒

截至2023年9月20日，NASA累计的3D打印燃烧室、喷管、喷注器热试车时间，表明技术积累成熟度非常高。

发动机组数量减少80%，制造周期缩短70%-80%，成本和重量降低40%-50%

2023年4月，天兵科技TH-11V为全球首款应用3D打印的闭式循环补燃发动机，相比传统工艺在数量、周期、成本、重量方面均有大幅优化。

结构重量占比降至15%以内，整星频率提高至110Hz，零件缩减为5件

2019年8月，国际首个基于3D打印点阵材料的整星结构，设计及制备周期缩短至1个月，验证了3D打印在卫星轻量化与快速研制中的优势。

以上数据根据报告摘要整理，具体统计口径和数值请以完整报告原文为准。

完整市场数据与趋势图表：包括全球3D打印发展历程、成本曲线演进、7大技术路线的详细对比与原理图解。
研究模型与评价维度：基于Gartner技术成熟曲线分析3D打印从概念到量产的阶段，以及面向增材制造的设计理念与成本分析方法。
服务商分层或厂商分析：涵盖华曙高科、银邦股份（飞而康）、飞沃科技（新杉宇航）、江顺科技（九宇建木）、汇纳科技（金石三维）、南风股份（南方增材）等标的详细财务数据与业务布局。
案例、方法、预测和选型框架：NASA与SpaceX的3D打印标准化体系、深蓝航天雷霆发动机全流程案例、千乘一号卫星点阵结构设计方法、波音太阳能阵列基板开发计划。
火箭推力室3D打印工艺详解：粉末床熔融与定向能量沉积在喷注器、燃烧室、喷管、涡轮泵中的具体应用参数与效果对比。
卫星轻量化设计方法：从传统蜂窝板到3D打印晶格结构、拓扑优化、结构散热功能集成的技术路径与试验数据。
材料体系全梳理：钛合金、镍基高温合金、铜合金、铝合金、连续纤维复合材料等航天用3D打印材料的牌号、性能对比与后处理工艺。
风险提示与投资建议：商业航天产业进展不及预期、3D打印应用进展不及预期、相关标的商业航天收入占比低等风险，以及估值与盈利预测。

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