火箭3D打印行业步入批量工业化应用期发动机赛道成长空间广阔龙头优势持续放大

2026-07-06 09:49

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一、火箭3D打印一体化成型、拓扑优化、逐层精密制造等核心优势突出

火箭作为高精尖航天装备，传统制造模式长期受限于分体锻造、机械加工、焊接组装的工艺体系，存在结构冗余、良品率低、研制周期长、可靠性短板、改型迭代难等一系列行业痛点。而金属3D打印（增材制造）凭借一体化成型、拓扑优化、逐层精密制造的核心特性，彻底颠覆了火箭及航天发动机的设计与制造逻辑，是商业航天产业化、可回收火箭普及、航天技术快速迭代的核心底层支撑。

火箭3D打印核心价值

核心价值	分析
结构一体化成型，极致提升火箭整机可靠性	传统火箭发动机、箭体结构、动力管路等核心部件，受限于锻造、切削、焊接工艺极限，必须拆解为数十甚至上百个独立零件分别加工，再通过焊接、螺栓、密封垫圈、法兰等结构拼接组装。这种分体式制造模式会产生大量焊缝、连接接口、装配缝隙，而火箭飞行过程中需承受超高压、超高温、强震动、强过载的极端工况，所有拼接位置都是天然的故障隐患点，极易出现漏气、渗漏、结构开裂、密封失效等问题，也是传统火箭发射故障的核心诱因之一。同时，多零件装配需要极高的装配精度，人工与设备装配误差会进一步降低产品一致性和可靠性。火箭3D打印可基于数字化模型，实现复杂异形结构、集成化管路、一体化腔体的整体成型，无需拆分零件、无需焊接组装，可将火箭发动机核心零部件数量减少30%-90%。行业标杆案例中，SpaceX猛禽发动机通过3D打印替代传统工艺，零部件数量缩减80%，彻底取消大量高危焊缝与密封接口；国内蓝箭航天天鹊系列液体发动机通过一体化打印，核心动力组件拼接结构减少35%以上。零部件数量的大幅精简，直接减少了故障点位、装配误差和密封失效风险，让火箭核心部件的结构整体性、力学稳定性大幅提升，产品批次一致性显著优化，从制造根源上大幅提升火箭发射成功率、运行稳定性，完美适配航天高可靠、零容错的核心要求。
轻量化拓扑优化，有效提升火箭运载与飞行性能	航天领域遵循克克计较的核心原则，火箭自重每降低1kg，就能有效提升有效载荷、增加飞行射程、节省推进剂消耗，减重增效是火箭制造的永恒核心目标。传统制造工艺仅能实现规则、厚重的实体结构，无法完成异形镂空、仿生拓扑、轻量化薄壁等复杂优化设计，为保障结构强度和承压能力，只能保留大量冗余材料，导致火箭及发动机整体重量偏高、推力冗余不足。3D打印具备自由成型优势，可完全贴合仿真力学模型，对火箭推力室、涡轮泵支架、箭体承力结构、喷管等核心部件进行拓扑轻量化优化，在保证结构强度、耐高温、抗高压、抗震动性能达标的前提下，去除所有非受力冗余材料，设计制造出传统工艺无法实现的镂空、点阵、薄壁复合结构。目前行业主流水平可实现火箭发动机核心部件减重20%-35%，国内深蓝航天130吨级雷霆RS液体火箭发动机，3D打印零件占比超85%，整机轻量化效果大幅领先传统工艺。减重带来的正向增益极为显著：一方面，火箭空重降低可直接提升有效载荷重量，让单箭可搭载更多卫星、载荷设备，大幅提升发射性价比；另一方面，减重可降低推进剂消耗，提升火箭推重比、飞行稳定性和入轨精度，同时为可回收火箭预留更多冗余性能，是现阶段火箭性能升级、运力提升的核心技术手段。
研制周期大幅压缩，适配商业航天高频迭代需求	传统火箭制造是典型的长周期、重流程工艺，从零部件模具开发、锻造成型、精密切削、热处理、焊接组装到无损检测、性能试车，一套完整的发动机研制流程需要3-6个月，大型箭体结构件研制周期甚至超过半年。且传统工艺改型成本极高，只要产品设计微调，就需要重新开模、调整锻造工艺、优化装配流程，迭代周期长达数月，完全无法适配当下商业航天快速试错、高频迭代、快速量产的行业节奏，严重制约火箭技术升级和批量发射落地。3D打印采用数字化无模制造模式，无需定制模具、无需复杂工装夹具，设计模型定稿后可直接上机打印成型，实现设计-打印-检测-试车的短流程闭环。传统工艺半年的发动机研制周期，可直接压缩至7-15天，SpaceX猛禽发动机通过3D打印工艺迭代，将整机制造周期从6个月压缩至2周，迭代效率提升10倍以上。这种极致的周期优势，完美适配商业航天的发展逻辑：一方面，新型号火箭、新结构发动机可快速完成试制、试车、优化，实现技术快速迭代升级；另一方面，可快速响应批量订单需求，解决传统火箭产能不足、交付滞后的痛点，支撑国内商业火箭年均数十次的高频发射任务，为商业航天规模化、常态化发展提供核心产能支撑。
全流程降本增效，破解火箭高成本行业痛点	火箭属于高端精密装备，传统制造模式存在材料浪费严重、人工成本高、模具成本高、良品率低的多重成本痛点。传统锻造、切削工艺属于“减材制造”，需要对整块毛坯料进行大量切削打磨，航天高端钛合金、镍基高温合金、铜合金材料利用率仅10%-15%，大量昂贵高端材料被直接损耗；同时，模具开发、多工序加工、人工装配、多次检测带来极高的人工与设备成本，且分体加工良品率偏低，返工返修进一步推高制造成本，导致传统液体火箭发动机造价高昂，商业发射成本居高不下。3D打印属于“增材制造”，仅按需堆叠材料成型，无多余切削损耗，航天高端金属材料利用率直接提升至90%以上，极大节省了昂贵的特种金属原材料成本。同时，一体化成型省去模具开发、多道机加、焊接装配、多次复检等大量工序，大幅降低工装、人工、设备能耗和返工成本，整体制造工序精简60%以上。从产业落地效果来看，3D打印可实现单台液体火箭发动机制造成本降低60%-80%，单枚商业火箭3D打印配套价值可达800-1500万元，在大幅降低火箭整机造价的同时，有效降低商业航天发射单价，让低成本高频次航天发射成为可能，彻底打破传统航天“高成本、小众化”的发展困境，推动航天产业从国家队专属走向商业化普及。
适配可回收火箭，支撑航天产业革新升级	可回收液体火箭是当前商业航天的核心发展方向，也是大幅降低航天发射成本、实现航天产业化的核心路径，但可回收火箭对发动机和核心结构件提出了极致的工况要求：火箭回收过程中，发动机需要经历多次启动、反复高温灼烧、高压冲击、冷热交替循环，核心部件极易出现疲劳损伤、形变、涂层脱落等问题，对结构强度、耐高温性、抗疲劳性、冷却效率有着远超一次性火箭的严苛标准。传统制造工艺无法制作出适配可回收火箭的复杂高效冷却结构，其分体式焊接结构抗疲劳、抗形变能力弱，无法承受多次重复起降的工况，基本无法满足火箭复用需求。而3D打印可一体化成型超精密再生冷却流道、异形耐高温燃烧室、高强度涡轮泵结构，能够在狭小空间内设计出最优冷却路径，大幅提升发动机散热效率，耐受2000℃以上超高温和超高燃烧室压力，同时一体化结构无焊缝缺陷，抗疲劳、抗形变、抗冲击性能极强，可完美适配火箭多次起降、重复使用的极端工况。目前全球主流可回收火箭均全面普及3D打印技术，SpaceX猛禽3复用发动机、国内蓝箭天鹊系列、深蓝航天雷霆系列可回收发动机，核心高温高压复用部件均100%采用3D打印制造。可以说，3D打印是可回收液体火箭规模化落地的核心刚需工艺，直接支撑了航天复用技术革新，是商业航天产业化、常态化发展的核心基石。

资料来源：观研天下整理

二、火箭3D打印行业已进入批量工业化应用阶段，其中火箭发动机应用价值高、渗透潜力大

火箭3D打印核心优势突出，海外巨头加速布局。单从发动机看，英国罗罗公司所造 UltraFa 发动机的中间压缩机壳使用 3D 打印技术生产，呈现完全一体化结构，无复杂焊接件，且通过结构优化将零件从 855 个减少为 12 个；在成本节省 25%的同时，实现发动机重量减 5％、燃油效率提高 1％。同时，SpaceX 的猛禽发动机迭代后，同时实现了重量减少和推力提升：与 Raptor 1 相比，Raptor 3 单台重量减少 555kg，推力增加 51%。

目前全球火箭3D打印行业已从“原型验证”进入批量工业化应用阶段。根据数据，2023 年全球 3D 打印市场中航空航天收入占比约为 13.3%，2024年全球 3D 打印市场中航空航天收入占比提升至 17.7%，市场增长势头强劲。

数据来源：观研天下数据中心整理

现代运载火箭箭体结构主要由整流罩、仪器舱、推进剂贮箱、箱间段、级间段及发动机尾段等核心部件组成。从价值结构来看，箭体与发动机系统是运载火箭成本占比最高的核心环节，合计约占火箭总成本的 75%。其中，火箭发动机结构复杂、工况极端、迭代需求高，是 3D 打印技术应用价值最高、渗透空间最大、落地优先级最强的核心零部件，也是当前商业航天增材制造的主要攻坚方向。

数据来源：观研天下数据中心整理

三、头部企业客户绑定效应极强，火箭3D打印行业马太效应加剧

近地轨道轨道、频谱等太空核心资源存量有限，全球抢占布局节奏持续加快，加速发展商业航天已成为我国稳固太空战略资源、抢占太空算力产业制高点、筑牢未来航天竞争优势的核心紧迫任务。商业航天产业化快速扩张，对运载火箭的高频发射能力、在轨运行可靠性、单次发射综合经济性提出前所未有的严苛标准。在此行业刚需驱动下，国内航天制造企业加速加码布局火箭金属 3D 打印赛道。

根据观研报告网发布的《中国火箭3D打印行业发展趋势研究与未来投资分析报告（2026-2033年）》显示，当前国内火箭3D打印行业主要参与者可依据其与产业链的整合程度分为三类：

第一类为专业 3D 打印设备供应商，包括华曙高科及易加增材，它们专注于研发和销售工业级打印设备，犹如“金矿前的卖铲人”，其增长逻辑与整个行业的资本开支周期高度绑定。

第二类为 “垂直一体化”模式，以铂力特为代表，其业务贯穿设备研发、粉末生产到打印服务全链条，但其下游客户打印服务商同时也是该类公司的竞争者，存在中游失守风险。

第三类企业专注打印服务模式，属于垂直领域深度服务商，包括河北敬业、新杉宇航（公司控股）、飞而康（银邦股份参股子公司）、江宇科技（江顺科技与九宇建木合资）以及江苏仰望等，它们购买设备，专注于为下游客户提供加工服务，其核心竞争力在于 3D 打印在火箭制造这一特定领域的工艺诀窍和下游客户渠道。这类公司往往深度绑定着头部商业火箭客户（如天兵科技、蓝箭航天等），并专注于液体火箭发动机核心部件（如推力室、涡轮泵）的工艺开发与全流程制造，已通过最严苛的航空航天质量体系认证，并具备大型复杂构件的批量制造能力。

火箭3D打印行业高资质、高工艺验证、重资产壁垒显著，头部客户绑定效应极强，中小厂商很难跨赛道突围，观研天下分析师预测国内火箭 3D 打印配套市场集中度将持续提升，马太效应加剧。

我国火箭 3D 打印设备制造商

对比维度	铂力特	华曙高科	易加增材（未上市）
公司类型	金属 3D 打印设备、打印服务垂直一体化公司，为客户提供金属增材制造与再制造技术全套解决方案，生产和销售金属 3D 打印设备、粉末并提供服务	工业级增材制造设备龙头，生产和销售金属及非金属 3D 打印设备及粉末	金属 3D 打印设备制造商，生产和销售金属及非金属 3D 打印设备
成立时间	2011 年	2009 年	2015 年
融资阶段	2019 年科创板上市	2023 年科创板上市	未上市
所在地区	陕西西安	湖南长沙	浙江杭州
主营业务	业务涵盖金属增材制造（3D 打印）全产业链：打印设备、定制化产品服务、原材料研发生产、工艺设计开发及相关技术服务，构建了较为完整的金属 3D 打印产业生态链。	生产与销售金属 3D 打印设备（SLM）、高分子 3D 打印设备（SLS），向客户提供自主研制的 3D 打印高分子粉末材料，并提供部分打印服务	生产与销售金属增材制造设备（SLM 技术）和高分子增材制造设备（SLS 技术）的产品体系规划、整机设计、工艺技术及软件算法等
营收规模	2025 年实现营业收入 18.52 亿元，归母净利润 2.04 亿元，扣非归母净利润 1.50 亿元	2025 年实现营业收入 7.19 亿元，归母净利润 0.69 亿元，扣非归母净利润 0.57 亿元	2024 年实现营业收入 4.41 亿元，归母净利润 0.98 亿元，扣非归母净利润 0.93 亿元
主要客户	产品销售客户包括飞而康；终端主要客户包括中航工业、航天科工、航天科技、航发集团下属单位，中国商飞、中国神华能源、中核集团下属单位、中船重工下属单位以及各类科研院校等；为空客公司金属增材制造服务的合格供应商	产品销售客户包括飞而康；通过设备销售间接服务，终端客户包括航天科工下属单位及深蓝航天商业航天公司	已与航发集团、航天科技、航天科工、航空工业、敬业集团、深蓝航天、星河动力、空天机电、江苏仰望等公司建立合作关系
设备销量	2025 年销售 233 台	2025 年销售 233 台	2024 年销售 163 台，其中金属类 144 台

资料来源：观研天下整理

我国火箭 3D 打印服务商

对比维度	飞而康	河北敬业	新杉宇航	江苏仰望	江宇科技
公司类型	金属增材制造、热等静压、精密铸造技术服务及增材制造用金属粉末制造与销售	金属 3D 打印服务提供商	提供液体火箭发动机零部件及整流罩的金属 3D 打印服务	金属 3D 打印服务提供商	金属 3D 打印服务提供商
成立时间	2012 年	2014 年	2018 年	2023 年	2023 年
融资阶段	未上市，2020 年起银邦股份参股	未上市，为敬业集团全资子公司	未上市，2025 年起飞沃科技控股 60%	未上市	未上市，为江顺科技与九宇建木合资子公司，江顺科技控股
所在地区	江苏	河北	四川	江苏	江苏
主营业务	金属粉末 3D 激光成型打印服务	金属粉末生产 + 打印服务：从制粉到打印的全流程能力，产品包括航空航天部件。	专注于航天发动机核心部件的 3D 打印服务商，提供从打印、机加工到后处理的全流程服务。	专注于商业航天领域的金属 3D 打印服务商。	专注于航天紧固件及精密结构件的 3D 打印与制造。
营收规模	2018 年实现营业收入 1039.23 万元	--	2025 年商业航天营业收入约 1081 万元（不含航空板块）	--	--
主要客户	中国商飞、航天科技、航天科工等。	--	主要客户为星河动力、天兵科技、星际荣耀等	--	主要服务于合资方九宇建木的商业火箭项目，并拓展其他商业航天客户。