掘金新三板之正旭科技:航空航天用铝合金精密配件3D制造

发布时间:2022-05-27 14:04:36 | 来源:凯时最新首页登录 | 作者:K8凯发国际娱乐大厅 | 阅读量:6


  正旭科技是一家为航空航天等军工企业提供高精度、薄壁、复杂、轻质合金铸件及精密加工件的科技型配套企业,主营业务为铝合金、镁合金精密制件生产及配套精密加工与模具设计服务。产品类型包括军工用大型箱体类结构件、舱体类结构件、外挂系列结构件及军民用的发动机结构件等,主要应用于航空、航天、船舶、电子等军工领域所需的飞机仪表盘、导航支架、巡航导弹壳体和控制系统等高端产品。

  公司应用先进的石膏型熔模真空增压铸造工艺, 并与 3D 打印制型技术相结合, 极大地加快了工艺进度、提高了工艺水平,可以满足航空航天等应用领域对产品工艺精度要求高、运行环境特殊(如穿越大气层)、 结构复杂、 大型、小批量和时间要求紧的特殊要求。

  公司的产品和服务主要分为轻合金毛坯件、精密机械加工服务和模具(蜡模)设计服务三大类。

  毛坯铸造件主要是铝合金件、镁合金件,应用领域包括航空航天用、兵器用和其他领域(含民品),航空航天用结构件的主要用途是作为飞机仪表盘、导航支架、巡航导弹壳体和控制系统等的结构部件。

  机械加工服务主要针对现有客户对轻合金毛坯件进行精密机械加工,即按照客户提供的图纸要求,应用立式加工中心等智能制造装备,应用机械手段改变毛坯铸件的形状、尺寸等性能的过程。对于公司的下游客户而言, 机械加工是毛坯铸件之后的下一道必要工序。毛坯铸

  件只有经过机械加工,才能形成可以直接使用的零件成品或半产品。目前,公司的机械加工服务主要针对现有客户, 在公司自行生产的毛坯铸件基础上进行加工。 公司周边虽有很多铸件企业但缺乏利用先进的加工中心进行智能化加工的能力,未来公司将逐步开展面向市场的机械加工服务。

  公司设计的模具主要用以制作压制蜡模中的石膏型熔模精密铸件的生产。 公司需要根据客户提供的图纸要求,利用CAD 等设计工具进行模具的设计。设计服务向客户单独收费。公司也可以委托外部机构采用 3D 打印方式直接制作压制蜡模, 这样省去模具设计环节。 最终采用何种方式,取决于客户对铸件数量、 交货时间等的要求。3D 打印方式可以使压制蜡模一次成型,因此比较适合预研阶段对产品需求数量较少、 对交货时间要求更紧的情况。 对于批量较大的情形,客户一般要求采取模具制作蜡模方式。

  金属成形技术主要包括铸造、锻压、机械加工、粉末冶金、金属注射、3D 打印等。其中铸造和锻压应用最为广泛,是目前装备制造领域各种金属零部件的主要源头成形工艺。锻铸制造业作为工业化的基石,在国民经济发展中占据不可或缺的地位,也是高端技术产品创新发展的根本保障。锻铸件的应用领域基本涵盖整个制造业,包括航空航天、兵器船舶、轨交汽车、工矿、电力、石化、纺织、农业机械等各行各业,从通用零部件到专用零部件,凡涉及金属原材料的成形加工均有赖于锻铸技术的应用。

  铸件适应性及应用范围广,成品近净成形,可用于具备复杂结构及内腔的零部件。铸造是将液体金属浇铸到与零件形状相适应的铸造空腔中,待其冷却凝固后,以获得零件或毛坯的方法。铸造应用广泛,适用性强,工业常用的金属材料均可铸造。通过锻造可以生产形状复杂的制件,尤其是复杂内腔的毛坯。按照工艺方法,铸造可以分砂型铸造和精密件铸造,其中砂型铸造是一种相对更通用,更具成本效益和效率的铸造方法,但产品精度低且表面光洁度差;精密铸造主要用于生产具有高表面质量的高精度和复杂产品。精密铸造细分可以有金属型铸造、压力铸造、熔模铸造、离心铸造等类型。

  熔模铸造通常是指在易熔材料制成模样,在模样表面包覆若干层耐火材料制成型壳,再将模样熔化排出型壳,从而获得无分型面的铸型,经高温焙烧后即可填砂浇注的铸造方案,适用于生产形状复杂、精度要求高、或很难进行其它加工的小型零件,是最常用的精密铸造工艺2017 年占比超过 70%。

  国内铸造企业多集中于中低端产品领域。以熔模铸造为例,美国高附加值业务占比 81%,中国占比仅为 17%。多数小型铸造厂的设备简陋,主要从事低精度的铸件坯料的生产,后续仍需较多的机械加工环节辅助。根据《罗兰贝格报告》,尽管到 2017 年中国有 26,000 多家铸造厂,但大多数中国制造商无法向主要行业,提供全球供应或在整个供应价值链上提供一站式解决方案。

  以熔模铸造为主的精密铸造是制备高附加值合金钢、不锈钢、特种合金铸件的主要方式。传统低端零部件普遍技术含量低,主要以铸铁、碳钢等普通材料为主,进入门槛低,行业零散化程度高;而高端零部件市场则以技术含量高的合金钢、不锈钢、特种合金铸件为主,要求铸件精度高、表面粗糙度低,且能实现少或无切削加工,存在较高的技术壁垒。精密铸造尤其是熔模铸造作为最复杂的铸造工艺之一,可以支持其他任何铸造方法无法比拟的最佳成型,用于生产复杂形状铸件能同时保持高尺寸精度和高表面质量,并且适用于铸造几乎所有金属。随着产业转型升级下对高端零部件的需求和要求逐渐增大和提高,未来高端精铸件的比例会大幅增加。

  正旭科技(NQ:835290)以航空航天用的特种合金铸件为主,属于高端领域,因此有较高的毛利率和净利率。

  航空航天是高端铸造最核心的市场,占据了 39%的市场份额,同时拉动了 50%的增量需求。航空工业中复杂薄壁的高温合金、钛合金、铝合金整体铸件是发动机和机体中的关键构件,直接影响各项性能和寿命指标,生产此类铸件时熔模铸造具有明显优势,尤其对于发动机叶片这类复杂空心零件,熔模铸造已成为其生产的唯一技术,目前先进航发的涡轮叶片均采用熔模铸造生产。

  全球熔模铸造市场,从 2001 年至 2018 年,航空航天板块不仅在下游市场中占比最高(接近 40%),而且 7 年时间贡献了 28 亿美元增量需求中的 50%。毫无疑问,航空航天板块是高端铸造市场最主要也是增长最稳定的子领域,这一现象在美欧等发达国家更为明显(美国熔模铸造市场中航空航天的占比高达 59%)。根据罗兰贝格预测,全球熔模铸造市场预计将以 4.1%的复合年增长率从 2018年的 142 亿美元增长到 2023 年的 174 亿美元,其中航空航天板块依然是最大的收入和增长来源,有望贡献 13 亿元的需求增量。

  在熔模铸造领域,北美和欧洲是目前市场的主要玩家,合计占比 67%,而中国仅为 20%。2018 年北美和欧洲分别占据全球熔模铸造市场 43%和 24%的份额,以美国为例,在其精密铸件市场中,以高温合金、特钢、钛合金材料为主的航空锻铸件占据了绝对的份额。北美的熔模铸造以高附加值(航空航天及燃气轮机)铸件为主,比例超过 70%。从市场分布看,航空航天件占比 59%,工业燃气轮机占比 20%;从铸造材料看,高温合金占比 57%,钛合金占比 11%,铝合金和铜合金合计占比7%。

  以美国数据来推算,国内熔模铸造市场规模在2023 年约243亿左右,航空熔模铸造约为146亿,铝合金镁合金航空熔模铸造约为10亿。可见,正旭科技所处的行业市场空间不是很大,但是壁垒高,市场参与者较少,竞争格局良好,发展前景较好。随着国防科技工业和民用市场的技术发展,市场对高端铝镁钛合金的需求非常旺盛,许多复杂铝镁钛合金铸件生产成为某些型号武器生产的瓶颈。

  美国PCC (Precision Castparts Corp)为全球航空航天铸造市场龙头。 PCC 并购前业务结构测算,其熔模铸造产值约为 30 亿美元,其中面向航空航天领域 19 亿美元,市占率达到

  国内的熔模铸造技术是 20 世纪 50 年代完全按原苏联的工艺模式发展起来的,经过近十年的发展后,逐步摆脱仿制,走上自行研制、创新发展的道路,满足了当时航空工业发展的急需。到 20 世纪 70 年代初,航空工业在铸造高温合金熔模铸造方面,相继研制成功了铸造高温合金系列,成功地解决了蜡模和型壳的尺寸精度和尺寸稳定性。与此同时也带动了钛、铝、铁等其他金属的航空精铸技术发展。目前,国内主要的航空发动机制造企业均配备熔模精密铸造车间,如沈阳黎明、西安西航、贵州黎明、株洲南方等。此外,国内还有数家技术实力强劲的熔模精铸专业化企业,如:贵州安吉、应流股份(SH:603308)、江苏永瀚、无锡透平等。

  江苏永瀚2011 年成立,专注于航空发动机、燃气轮机用等轴、定向、单晶高温合金涡轮叶片及热端部件的研制和生产,已完成精铸工艺研究,制定熔模铸造工艺规范,具备小批量生产能力。公司2018 年营收为1.56 亿元。

  钢研高纳(300034.SZ)子公司河北德凯主要生产铝合金和镁合金等轻质合金铸件,拥有大型复杂薄壁铝合金熔模铸造技术、铝铜合金的熔模铸造技术和镁合金熔模铸造技术等。公司2020 年实现营收 1.4 亿元,同比上升 27.9%;归母净利润 0.25 亿元,同比上升 34.2%。2016-2020 年公司营收与净利润 CAGR 分别为 33.0%、17.8%。河北德凯建有 2 万平方米的铸造生产基地,涵盖生产及无损检测全部流程,现已成为国内航空航天领域铝合金熔模铸造技术水平最高、钛合金铸造技术国内一流、国内唯一可以实现工业化镁合金熔模铸造和生产的企业。截至 2020 年 4 月,德凯取得发明专利和实用新型专利共 2 项。公司具有完备的各种资质条件,通过 ISO9001、GJB、武器装备科研生产许可证、三级保密认证、国际宇航资质认证等。

  熔模铸造是一个资本密集型行业,有较高进入壁垒,需要巨额启动成本用于购买先进生产设备、熟练劳动力、高技术能力以及强大的铸造及先进的冶金工艺技术知识。熔模铸造技术依赖于高端装备的投入,因此呈现一定的重资产行业特征。

  公司2020年以2.1元进行定增,融资近5000万元,引入当地国资机构,而且实控人也变更为国资,大大增强了公司资本实力。焦作焦投军民融合产业投资基金(有限合伙)成为正旭科技的第一大股东,河南省财政厅成为实际控制人。据披露,收购人将根据正旭科技的实际情况,对其资产、业务进行调整,并积极将具有市场发展潜力的资产纳入公众公司,改善公众公司资产质量,增强公众公司的盈利能力和抗风险能力,保障公众公司的持续发展。

  2021年,公司完成“航空航天精密配件 3D 制造生产基地”项目一期工程(铸造厂房、机加厂房、新产品试验厂房)建设,3D 成型精密制造生产线和智能化数控机械加工生产线交付投产,增强了公司持续经营能力。

  2022年,焦作市政府办公室出台了《关于印发推进十大战略实施2022年度重点项目的通知》,重点围绕先进制造业、现代服务业、现代综合交通、绿色低碳能源、新型城镇化、农田水利基础设施、新型基础设施建设、生态环保、社会事业等九大领域,实施2022年市级重点项目260个,总投资2834亿元。河南正旭科技股份有限公司航空航天精密配件3D制造生产基地项目是145个先进制造业项目的其中之一。

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