2024年中国冷喷涂固态增材制造行业市场现状分析及产业发展趋势1）中金企信国际咨询（全称：中金企信（北京）国际信息咨询有限公司）为国家统计局涉外调查许可单位&AAA企业信用认证机构，致力于“为企业战略决策提供行业市场占有率认证&证明、产品认证&证明、项目可行性&商业计划书专业解决方案”的专业咨询顾问机构。2）中金企信国际咨询定务-依托自建数据库、专业自建调研团队及官方&各领域专家顾问、国内外官方及三方数据渠道资源等为各领域客户提供专属定制类全套解决方案。4）项目可行性报告&商业计划书专业权威编务机构（符合发改委印发项目可行性研究报告编制要求）-中金企信国际咨询：集13年项目编务经验为各类项目立项、投融资、商业合作、、批地、并购&合作、投资决策、产业规划、境外投资、战略规划、风险评估等提供项目可行性报告&商业计划书编制、设计、规划、咨询等一站式解决方案。助力项目实施落地、提升项目单位申报项目的通过效率。5）截止2023年中金企信国际咨询已累计完成各类咨询项目15万余例（其中完成：定制/专项调查项目数量25000+例。项目可行性&商业计划书42000+例。行业研究报告83000+例。），各类市场占有率&市场份额认证&证明项目3200+例，专精特新&小巨人认证&单项冠军证明项目2900+例，行业地位&品牌认证&服务项目2000+例，销售排名&领先认证&证明项目1500+例），为2.3万+不同领域企业提供专业、权威的三方认证服务。
（1）冷喷涂固态增材制造技术现状：冷喷涂固态增材制造技术起源于上世纪80年代中期，前苏联科学家进行风洞实验时发现当固体颗粒的速度达到某一临界值时，颗粒对挡板表面的作用由冲蚀转变为沉积。受此现象的启发他们在1990年首次提出了冷气动力喷涂(简称Cold spray)可作为一种新型的涂层工艺，证明了冷喷涂技术在工程应用中的可能性。
冷喷涂固态增材制造技术是一种将粉末粒子加速到超音速并以固态形式碰撞基体后产生剧烈的塑性变形从而形成涂层的沉积技术。由于冷喷涂的沉积可以实现连续堆积而逐层增厚，从而使该技术从一种单纯涂层加工技术发展成为一种快速的增材制造技术。在冷喷涂过程中，预热的高压惰性气体携带粉末颗粒经具有收缩扩张结构的喷嘴加速后，以超音速撞击基体，颗粒发生剧烈的塑性变形与基体结合沉积形成涂层。
（2）现代冷喷涂固态增材制造技术特点：现代冷喷涂固态增材制造技术发展起步于20世纪90年代中期，主要有以美国、日本为首的一些发达国家率先进行了冷喷涂技术的研究和应用的开发，冷喷涂固态增材制造技术的应用研究在这些国家已经取得了很大的进展。21世纪开始，冷喷涂技术逐步应用到UH-60黑鹰直升飞机、B-1B轰炸机、F-22战斗机等军事武装设备上，随着冷喷涂技术逐渐成熟，在国际上现已广泛应用于航空航天、武器装备、能源动力、电子电力、医疗器械等多个领域的表面修复、表面增强、功能涂层及增材制造。冷喷涂固态增材制造技术具有以下显著特点：
1）热输入少：由于喷涂过程中粒子温度远低于熔点，整个过程中完全保持固体状态，因此即使在大气气氛下材料也难以发生相变以及氧化，特别适用于对热敏感的基材或粉末。材料沉积过程中也不会产生较高的热应力，涂层的残余应力较低，避免了工件在制备过程中发生显著的变形。因此利用冷喷涂固态增材制造技术可以实现无需保护气氛环境中金属快速沉积。
2）应用的材料广泛：冷喷涂固态增材制造技术可以沉积多种金属和其合金材料或者它们的混合物，以及部分金属陶瓷或者金属基复合材料，突破了传统沉积技术在材料范围内的局限性，可根据需要灵活地设计沉积材料的成分。
3）沉积效率和沉积速率极高：冷喷涂固态增材制造技术可使包括铜、铝等常见的金属原材料的沉积效率超过90%，每小时可沉积40kg以上的金属粉末，极大缩短加工时间，提高生产效率。
4）加工后材料性能优越：由于粒子冲击基体的速度高，使用冷喷涂固态增材制造技术加工后材料致密，几乎没有缺陷，因此加工后的材料具有良好的力学、热学、电学等性能，可以与相应材料的锻件媲美。
5）加工工件尺寸不受限制：冷喷涂涂层厚度几乎不受限制，通过与高精度机械手结合后可实现大尺寸工件的表面修复和增材制造应用。
7）应用范围广泛：冷喷涂固态增材制造技术可应用范围十分广泛，可以实现几乎所有的纯金属及其合金材料及部分金属陶瓷或金属基复合材料等涂层的制备，并且可以在金属、陶瓷、塑料等基体表面上形成涂层，可实现同质/异质材料连接、多材料复合涂层、梯度复合涂层、纳米材料涂层等。
（2）航空业运行现状：根据中国证监会发布的《上市公司行业分类指引（2012年修订）》乐竞官网，冷喷涂固态增材制造行业属于“C37铁路、船舶、航空航天和其他运输设备制造业”。根据国家统计局2018年11月发布的《战略性新兴产业分类（2018）》，公司所属行业为“2、高端装备制造产业”之“2.2.2、其他航空装备制造及相关服务”对应的“航空相关设备制造”和“航空航天器修理”行业。根据航空器的生产和运营，航空业可分为航空器及航空器部件（含发动机、机载设备）制造、航空器运营、航空器及航空部件维修再制造等产业。
航空器及航空器部件维修与再制造包括对飞机及其技术装备进行维护、修理和再制造，是飞机使用的前提和必要条件，是航空业的重要组成部分。航空器及航空器部件维修与再制造的主要内容如下：
（3）冷喷涂固态增材制造技术在航空等领域中应用现状：随着航空领域的迅速发展，航空器构造也逐步向高性能和复杂结构方向迈进，这对配套的机载设备以及机体结构维修再制造技术提出了更高要求。长期以来，对机体结构和机载设备的损伤修复主要依赖传统技术，如焊接、铆接加强块、复合材料胶接等。然而，这些传统技术对飞机复杂机体结构的可达性差，修复铝镁合金等材料时易氧化且容易产生焊接裂纹，其较大的热应力也会对基体造成变形和热损伤，修复后的抗疲劳性能、结合强度也难以满足关键主承力结构的载荷要求。因此，传统维修技术无法满足战机核心结构件的维修需求。
从全球范围来看，冷喷涂技术在飞机修复领域得到了广泛应用，可用于修复飞机机体结构、燃油系统等环境控制系统附件、飞机起飞着陆装置、飞行操控系统部件、电源电器仪表部件等部位。在国外军工领域，一些公司已经成功使用冷喷涂技术修复UH-60黑鹰直升飞机的减速器、尾桨减速器、附件传动箱，以及F15、F16、F18战斗机进气口和制动器等部位的气动磨损，以及B1-b轰炸机的蒙皮磨损问题。与传统维修技术相比，冷喷涂固态增材制造过程中修复的结构件在始终处于低温状态，避免了焊接高温等方式对基体材料的热损伤，也避免了铆接和打孔破坏等方式对基体造成的附加损伤。此外，与复合材料胶接等方式相比，冷喷涂技术具有更强的涂层强度。冷喷涂固态增材制造技术在修复过程中不产生火花和高温，可适应多种修复场景。
（4）冷喷涂固态增材制造技术的发展情况和未来发展趋势：目前，冷喷涂技术在涂层制备和维修领域的应用相当成熟，适用于几乎所有类型的修复情景，并能制备纯金属、合金、聚合物、复合材料、纳米材料和金属陶瓷等各类材料涂层。在航空航天修复领域，冷喷涂技术的应用范围也十分广泛，可用于飞机机体结构、燃油系统等环境控制系统附件、飞机起飞着陆装置、飞行操控系统部件以及电源电器仪表等部件的修复。
在全球范围内，冷喷涂固态增材制造技术已被广泛应用于民用飞机维修、国防武器装备维修、油气管路维修、民船维修、能源设备维修以及重型机械防腐层维修等领域。据统计数据，2021年全球增材制造市场规模达到152.44亿美元，同比增长19.49%，2015-2021年复合增长率达到19.77%。预测到2025年，增材制造收入规模将达到298亿美元，2021-2025年的复合年增长率为18.24%；2030年增材制造收入规模将达到853亿美元，2025-2030年的复合年增长率为23.41%。
（5）产业未来发展趋势分析：根据财政部和会议公开信息，2024年国防预算增速达到7.2%，达到人民币1.69万亿元，增速与2023年持平。
一般来说，装备采购需求周期经历几个阶段：国防开支增加驱动主战装备数量增加，同时已批产装备进行升级换代，随后规模应用装备进入维修维护阶段，运营维护后市场需求提升。结合军备采购各阶段需求，我国装备后续运营维护市场将逐步打开，运营维护潜在空间较大。以航空装备为例，其寿命周期是指从开始论证到退役的全过程，航空装备的使用维修费通常占寿命周期费用的比例约为65%～80%。2021年，全球国防装备维修市场达到621.5亿美元，预计到2030年将以5%的年复合增速加至964亿美元。2020年，北美市场占全球国防装备维修市场中占比35%，亚太市场占比29%。冷喷涂技术的特点决定了其在武器装备后期维保领域具有天然优势，也是前应用相对成熟的领域，未来发展潜力巨大。
实验数据显示，冷喷涂过程中的人工成本、氦气、氮气等成本以及整体维修运作成本都会随着粉体沉积率的提高而降低。当粉体沉积率从每小时2公斤增加至每小时8公斤时，整体维修运作成本将下降近90%。同时，冷喷涂技术的部分原材料可以回收循环使用，具有良好的经济效益和环境效益。未沉积成功的粉体可以通过收集进行二次喷涂；氦气、氮气等工业气体可以通过气体回收系统进行收集，回收利用率最高可达95%；氦气、铝粉等原材料的循环使用可以缓和原材料进口依赖和价格波动对企业生产产生的负面影响。这些特点使得冷喷涂技术在民用领域具有巨大的发展潜力。
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