机械设备行业周报：特斯拉机器人逐步走向量产，关注新环节轻量化、模具和产线设备.pdf

机械设备请务必参阅正文后面的信息披露和法律声明1/11机械设备2023年11月19日投资评级：看好（维持）行业走势图数据来源：聚源《2023年机械板块三季报总结:制造业投资有望触底反弹，静待边际改善—行业周报》-2023.11.12《工信部印发《人形机器人创新发展指导意见》，国内产业发展基调已定—行业周报》-2023.11.5《需求高增产能紧缺，先进封装设备国产替代加速—行业周报》-2023.10.29特斯拉机器人逐步走向量产，关注新环节轻量化、模具和产线设备——行业周报孟鹏飞（分析师）熊亚威（分析师）mengpengfei@kysec.cn证书编号：S0790522060001xiongyawei@kysec.cn证书编号：S0790522080004特斯拉机器人逐步走向量产，轻量化、模具和产线设备成为重要方向随着11月行走测试的到来，特斯拉人形机器人样机迭代即将由“功能实现”（B样）进入到“量产实现”（C样）环节，我们认为结构件及关节执行器的轻量化、模具和产线设备是值得重点关注的新方向。工信部《人形机器人创新发展指导意见》中也重点提及“面向人形机器人本体高强度和高紧凑结构需求，研究高强度轻量化新材料、复杂身体结构增材制造”。PEEK有望成为人形机器人核心应用的轻量化材料新能源汽车每减重10%，续航里程可提升5%-6%。人形机器人携带电量有限，也需要通过使用轻量化材料减重、增加续航。使用轻量化材料能够提高机器人负载和灵活性，助力人形机器人高端进阶。PEEK是高端工程塑料，比强度约是铝合金的8倍，是轻量化的极佳解决方案。使用连续碳纤维进行增强的CF/PEEK复合材料除减重外还拥有更好的热塑性，拉伸强度、抗冲击性更强。碳纤维与铝合金、钛合金复合材料已经在机器人机械臂上使用，CF/PEEK复合材料性能更优异，有望在机器人领域逐步应用。根据我们测算，生产1000万台人形机器人约产生350亿元PEEK需求，约是EmergenResearch预计的2027年全球PEEK总市场的4倍，沙利文预计的2027年国内PEEK总市场的12倍。PEEK行业竞争格局优秀，中研股份是目前唯一具备1000吨以上PEEK量产能力的中国企业，同时正在和东华大学合作研发CF/PEEK。受益标的：中研股份、沃特股份。模具实现人形机器人结构件高效大批量加工，增材制造解决异形件加工问题人形机器人主骨架由许多冲压结构件构成，进入量产阶段需要通过冲压机/冲床与模具的配合实现高效大批量的生产，类比汽车生产中90%的零部件需要依靠模具成形。我国是世界第一大模具制造国，未来有望大量承接由人形机器人产业带来的模具需求，我们认为应当关注目前已经给特斯拉新能源汽车供应模具、未来有望切入机器人产业链的国产供应商。以3D打印为代表的增材制造技术将有效解决人形机器人异形件加工问题，主要设备为3D打印机。2023年11月，苏黎世联邦理工学院和美国初创公司的研究人员已成功使用一次性3D打印制造出复杂、更耐用的机械手。受益标的：华曙高科、铂力特。刀具、生产设备商有望受益人形机器人资本开支浪潮人形机器人使用的减速器、丝杠等属于精密零部件，对加工工艺要求高、量产后规模增量大，有望带来资本开支浪潮。相关加工设备（车床和磨床、整体硬质刀具、全自动绕线机、高端平衡机等）有望持续受益。受益标的：高端复杂刀具：恒锋工具，沃尔德；车床和磨床：宇环数控，秦川机床，日发精机，浙海德曼；绕线机：田中精机；平衡机：集智股份。风险提示：特斯拉机器人行走测试结果、国产供应商导入供应链进度不及预期。-24%-12%0%12%24%2022-112023-032023-07机械设备沪深300相关研究报告开源证券证券研究报告行业周报行业研究行业周报请务必参阅正文后面的信息披露和法律声明2/11目录1、轻量化材料、模具、产线设备是特斯拉机器人进入量产的核心关注点.....31.1、PEEK有望成为特斯拉机器人核心应用的轻量化材料.....31.2、模具是特斯拉机器人量产阶段大批量加工零部件之必须61.3、增材制造解决特斯拉机器人异形件加工问题..71.4、刀具、生产设备商有望受益人形机器人资本开支浪潮....82、受益标的93、风险提示9图表目录图1：轻量化材料、模具、产线设备、增材制造是人形机器人进入量产的核心关注点..3图2：使用碳纤维复合材料制造的机械臂.....5图3：人形机器人需求有望扩容6倍PEEK材料市场....6图4：中研股份是国内PEEK材料龙头，市场份额42%.....6图5：2021年威格斯占全球PEEK市场54%的份额6图6：汽车车身由大量冲压及焊接零部件构成....7图7：我国是模具生产消费大国，2020年国内模具销售额约达2500亿元.....7图8：使用3D打印制造机器人机械手.....8图9：刀具、生产设备商有望受益人形机器人资本开支浪潮....9表1：PEEK是金子塔尖的高端工程塑料，比强度约是铝的8倍、密度约为铝合金的1/3...3表2：目前PEEK材料主要下游应用领域于汽车、航空航天、半导体等领域4表3：美国、日本以及国内已经将碳纤维复合材料应用在机器人机械臂制造上..5表4：3D打印可快速加工成形结构复杂的零件..8行业周报请务必参阅正文后面的信息披露和法律声明3/111、轻量化材料、模具、产线设备是特斯拉机器人进入量产的核心关注点特斯拉人形机器人样机迭代即将由“功能实现”（B样）进入到“量产实现”（C样）环节，核心关注点由关节零部件转向轻量化材料、模具、产线设备等铲子股。轻量化材料主要对应人形机器人的轻量化需求，主要材料包括碳纤维、工程塑料等。类似汽车，人形机器人主骨架由许多冲压结构件构成，通过冲压机/冲床与模具的配合实现冲压件高效大批量生产。增材制造则主要解决人形机器人异形件加工的问题，主要设备为3D打印机。图1：轻量化材料、模具、产线设备、增材制造是人形机器人进入量产的核心关注点资料来源：澎湃新闻、DEEPTECH深科技、21世纪经济、上海证券报等、开源证券研究所1.1、PEEK有望成为特斯拉机器人核心应用的轻量化材料新能源汽车每减重10%，续航里程可提升5%-6%，轻量化材料是新能源汽车减重的突破口。人形机器人携带“电量”有限，类比新能源汽车已有产业逻辑，使用轻量化材料是长期工程趋势。此外，轻量化材料能够提高机器人负载，且有助于完成复杂动作，是高阶机器人前提。PEEK是金子塔尖的高端工程塑料，比强度约是铝合金的8倍，密度约为铝合金的1/3。在满足强度要求的前提下，可以大幅度减小材料本身的自重，是实现“轻量化”的极佳解决方案。目前PEEK材料主要应用于交通运输、航空航天、电子信息、能源及工业、医疗健康等领域。表1：PEEK是金子塔尖的高端工程塑料，比强度约是铝合金的8倍、密度约为铝合金的1/3性能指标指标含义说明单位PEEK钢铝合金比强度拉伸强度与密度的比值，值越大说明材料在Nm/kg150070190行业周报请务必参阅正文后面的信息披露和法律声明4/11性能指标指标含义说明单位PEEK钢铝合金相同密度情况下强度越好介电常数是反映绝缘能力特性的一个系数-优差差耐化学性是指物体对酸液、碱水、有机溶剂浸泡的耐力-优良良密度与标准骨密度（约