巴西在“金磚四國(guó)”(巴西、俄羅斯、印度和中國(guó))中占據(jù)中等地位,其國(guó)內(nèi)消費(fèi)潛力巨大。中國(guó)在中低技術(shù)強(qiáng)度工業(yè)品的出口方面具有國(guó)際影響力,而俄羅斯則是中高科技產(chǎn)品的出口國(guó)。
從區(qū)域地位來(lái)看,巴西是拉丁美洲的經(jīng)濟(jì)強(qiáng)國(guó),集中了該地區(qū)所有國(guó)家國(guó)內(nèi)生產(chǎn)總值(GDP)的55%。因此,幾乎所有供應(yīng)工業(yè)激光器和集成激光系統(tǒng)的公司都將其南美總部設(shè)在巴西境內(nèi)。拉丁美洲領(lǐng)先的激光解決方案公司TRUMPF和IPG Photonics都是如此,兩家公司都在圣保羅市設(shè)立了辦事處。
市場(chǎng)主體
巴西激光設(shè)備市場(chǎng)因?yàn)槁?lián)邦政府的錯(cuò)誤決策,經(jīng)歷了近十年的停滯,其影響直到今年年初才逐漸消除。據(jù)巴西TRUMPF公司的首席執(zhí)行官John Visetti表示,最困難的時(shí)期已經(jīng)過(guò)去了,該公司在2017年1-6月期間的激光系統(tǒng)銷售量是2016年同期的兩倍。其主要產(chǎn)品是用于汽車和農(nóng)業(yè)商業(yè)領(lǐng)域的TruDisk激光切割系統(tǒng)。其客戶獲得了完全集成的解決方案,實(shí)現(xiàn)了眾多互聯(lián)網(wǎng)功能和云存儲(chǔ)可能。Visetti表示,針對(duì)未來(lái)6-12個(gè)月的新設(shè)備的咨詢預(yù)示著2018年的業(yè)績(jī)將一片繁榮。
巴西IPG Photonics公司對(duì)他們的狀況也表示滿意。與TRUMPF相似,IPG Photonics也在圣保羅設(shè)立了研發(fā)中心和加工車間。
巴西的工業(yè)活動(dòng)集中在東南部和南部地區(qū),因此大部分工業(yè)激光系統(tǒng)都在這些地區(qū)。以鈑金激光切割服務(wù)為例(圖1),一份2009年的購(gòu)買指南顯示了圣保羅州有37家相關(guān)公司,其他州有27家公司。但最新的一次調(diào)查顯示,巴西南部地區(qū)現(xiàn)已有約180個(gè)現(xiàn)代高功率激光系統(tǒng)公司。
圖1 高等研究院的激光實(shí)驗(yàn)室專門加工定制的加筋板,如圖中的鋁合金表皮
提供激光切割服務(wù)的公司通常還有其他工藝服務(wù),如機(jī)械成型、機(jī)械加工、表面處理和涂漆。激光打標(biāo)和雕刻的情況則不太一樣,因?yàn)樗鼈兗庸さ氖亲罱K狀態(tài)的產(chǎn)品。目前在圣保羅有大約60個(gè)激光打標(biāo)和雕刻公司。
汽車行業(yè)是巴西多個(gè)機(jī)械改造行業(yè)的推動(dòng)力,即使在長(zhǎng)期停滯之后也是如此。在停滯期間,巴西的世界汽車制造數(shù)量從2013年的第五位降至2015年的第九位。汽車制造商的庫(kù)存增加影響了該行業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)力,而這也反映在了巴西銷售的汽車的質(zhì)量和安全性上。
激光器主要應(yīng)用在汽車制造的兩個(gè)階段——坯料和沖壓件切割以及坯料焊接。此外,高級(jí)高強(qiáng)度鋼熱沖壓之前也需要進(jìn)行激光切割。在巴西,這些鋼主要由CSN、Usiminas和ArcelorMittal等公司銷售。激光切割用于馬氏體鋼等硬化材料時(shí),能夠產(chǎn)生最小的切口而且速度極快,因此吸引了許多汽車行業(yè)的公司。
巴西還有多種遠(yuǎn)程焊接系統(tǒng),最出名的是菲亞特工廠使用的3kW IPG激光器的Comau系統(tǒng)。該系統(tǒng)專門用于焊接車門和支柱,部分替代電阻點(diǎn)焊(RSW)。
鋁在汽車結(jié)構(gòu)中的使用仍然是一個(gè)懸而未決的問(wèn)題,因?yàn)榘臀鞯碾娰M(fèi)非常昂貴而且其價(jià)格在一年中波動(dòng)很大,而且激光與弧焊、RSW或粘接相比是否能夠提高生產(chǎn)力也尚未可知。通過(guò)巴西體系內(nèi)的水電站生產(chǎn)的更便宜的電力,可能會(huì)在不久的將來(lái)改變這一情況。
巴西市場(chǎng)上的高功率激光器大多由兩家大公司提供,但也有小公司提供一些小眾應(yīng)用。在這一背景下銷售的激光設(shè)備部分原產(chǎn)自亞洲,有時(shí)為了減少進(jìn)口產(chǎn)品的稅費(fèi)或披著巴西外衣。
制造活動(dòng)
巴西市場(chǎng)上有大量從中國(guó)進(jìn)口的產(chǎn)品,包括IV類激光器。除了中國(guó)產(chǎn)品,巴西現(xiàn)有的大部分激光器來(lái)自美國(guó)、德國(guó)和日本,小部分來(lái)自法國(guó)、意大利、捷克共和國(guó)和英國(guó)。有關(guān)IV類激光器的研究在國(guó)際供應(yīng)商之間的分布更加均衡。
目前安裝的都是免維護(hù)的工業(yè)激光器。光腔外部元件擁有穩(wěn)定的市場(chǎng),包括高功率光學(xué)器件、傳感器和致動(dòng)器、自動(dòng)化設(shè)備以及數(shù)字化經(jīng)濟(jì)的設(shè)備集成。
但是,根據(jù)與制造行業(yè)主要公司的討論,行業(yè)似乎并沒(méi)有巨變的傾向。憑借大量多元化的熟練勞動(dòng)力,巴西有能力實(shí)施比德國(guó)自主工廠更適合iPhone組裝的工廠車間程序。勞動(dòng)法規(guī)的逐步變化為勞動(dòng)力的集中化使用提供了有利環(huán)境,同時(shí)回歸行業(yè)次要活動(dòng)外包的模式。
在重工業(yè)領(lǐng)域,激光已能與厚板的等離子切割匹敵,尤其是在海軍工業(yè)的投資項(xiàng)目中,雖然目前并沒(méi)有功率超過(guò)10kW以上的設(shè)備的有效購(gòu)買記錄。不過(guò),里約熱內(nèi)盧市的海軍領(lǐng)域正在開展振興運(yùn)動(dòng)以及重大項(xiàng)目,例如與法國(guó)合作開發(fā)潛艇工廠。
工業(yè)領(lǐng)域正在尋找增材制造解決方案(圖2),尤其是在模具維修領(lǐng)域。最近,巴西ROMI公司開發(fā)了一個(gè)五軸計(jì)算機(jī)數(shù)控(CNC)系統(tǒng),搭載3D頭用于增材制造。同時(shí),一些初創(chuàng)公司和中小型公司正在為特定的小眾應(yīng)用(如植入物、模具、電極和設(shè)計(jì)等)采購(gòu)粉末床融合(PBF)或直接能量沉積(DED)技術(shù)。
圖2 運(yùn)行中的SENAI(ISI激光器)增材制造設(shè)備
我們需要看清拉丁美洲等大城市的技術(shù)需求。根據(jù)快速公交(RTR)城市交通指標(biāo),巴西首都的個(gè)體交通效率明顯飽和,眼下的模式是無(wú)法可持續(xù)發(fā)展的?,F(xiàn)代高效的無(wú)污染共享交通方式是圣保羅和里約熱內(nèi)盧等城市唯一可行的選擇。因此,一系列技術(shù)變革可能為光學(xué)制造業(yè)帶來(lái)機(jī)遇,包括電池和先進(jìn)的嵌入式傳感器等產(chǎn)品。
巴西抵制有關(guān)激光器使用的現(xiàn)代立法,包括新能源的認(rèn)證和批準(zhǔn)以及與操作人員健康相關(guān)的法規(guī)。巴西現(xiàn)行的NR-12機(jī)械和工作設(shè)備安全標(biāo)準(zhǔn)未包含激光器的基本安全信息。因此,目前所使用的通常是美國(guó)標(biāo)準(zhǔn),并且使用前未經(jīng)適當(dāng)培訓(xùn)。激光技術(shù)的培訓(xùn)和資格認(rèn)證的范圍很廣。半數(shù)以上的III級(jí)和IV級(jí)激光器維修人員未經(jīng)培訓(xùn)或培訓(xùn)不足,亟需緊急更新。預(yù)防激光器事故極為重要,因?yàn)橥ㄟ^(guò)社交網(wǎng)絡(luò)傳達(dá)的社會(huì)輿論會(huì)急于做出判斷,就像核電站事故一樣。