Poniedziałek, 24 wrzesień 2012

Złącza silnoprądowe

Złącza silnoprądowe to grupa podzespołów elektromechanicznych, przeznaczonych do łączenia sygnałów o dużej mocy. Trudno postawić wyraźną granicę, od kiedy złącze można uważać za silnoprądowe i w praktyce takiego rozgraniczenia nie ma, ale można przyjąć w uproszczeniu, że elementy te muszą zapewniać obciążalność minimum 10 A na złącze lub też parametry związane z maksymalną obciążalnością styków są dla nich jedną z najważniejszych danych pojawiających się w kartach katalogowych. Komponenty te mają zwykle mniejszą liczbę styków od sygnałowych (do 5) i są wykorzystywane do podłączania zasilania i elementów wykonawczych dużej mocy w elektronice profesjonalnej, energetyce, motoryzacji i przemyśle.

Złącza silnoprądowe

Tabela 1. Przegląd ofert krajowych dostawców złączy silnoprądowych

Z uwagi na specyfikę takich rynków złącza te charakteryzują się wysoką jakością wykonania, dużą trwałością i odpornością środowiskową. Takie wysokiej jakości produkty są dzisiaj kluczem do sukcesu na rynku elektroniki profesjonalnej, dlatego zainteresowanie tą tematyką niezmiennie od wielu lat jest bardzo duże. Zakres zastosowań elektroniki stale przesuwa się w stronę coraz większych napięć i prądów, stąd znaczenie tytułowych produktów będzie zawsze duże.

Rys. 1. Znaczenie i oddziaływanie na rynek poszczególnych nowości oraz trendów charakterystycznych dla złączy silnoprądowych

Mimo szerokiego obszaru aplikacyjnego złącza silnoprądowe są dla większości dostawców jedną z wielu pozycji w ofercie. Skutkuje to szerokim i rozproszonym rynkiem, na którym działa wiele firm, o różnym stopniu zaangażowania w tej tematyce i randze autoryzacji przez producenta. Zapraszamy do zapoznania się ze specyfiką tych produktów i rynku.

Co sprzyja rozwojowi rynku?

Złącza silnoprądowe to produkty uniwersalne, trafiające do wielu branż i obszarów rynku, stąd spora część wzrostu obrotów dostawców tych komponentów wynika po prostu z rozwoju całego rynku elektroniki, rozwoju branż automatyki, robotyki, elektroniki górniczej i obszarów im pokrewnych. Spory udział mają też nowe otwarcia, takie jak oświetlenie LED, energia odnawialna, rozwój aplikacji smart meteringu (inteligentnego opomiarowania) lub informatyzacja w budownictwie i drogownictwie. Takie obszary z jednej strony szybko się rozwijają, a z drugiej dla ich potrzeb tworzone są nowe specjalistyczne wykonania złączy, o parametrach technicznych i obudowach dopasowanych do warunków związanych z montażem w terenie, odpornością na wilgoć, dużymi prądami i unikalnymi funkcjami.

Rys. 2. Roczne zmiany procentowe sprzedaży złączy silnoprądowych za ostatnie pełne trzy lata

Nowoczesne rozwiązania techniczne bardzo często bazują na najbardziej innowacyjnych złączach, stąd wpływ takich elementów na rozwój tego biznesu jest istotny. Nowe wyroby wchodzące na rynek są też zwykle droższe od produktów starszych, dzięki czemu koszt związany z nowymi funkcjami i wysoką jakością złącza jest łatwiej zaakceptować. Jest to ważne, bo wymagania klientów końcowych i presja na jakość elementów elektromechanicznych stale się zwiększają.

Sprzedaży złączy sprzyja też konieczność modernizacji urządzeń infrastruktury w przemyśle i transporcie. Wiele z nich wymaga remontu; to nieco zwiększa strumień sprzedaży ponad to, co wynika z budowy nowych aplikacji, systemów i obiektów. Rozwojowi rynku złączy pomaga też poprawiająca się dostępność i stopniowo skracające się czasy dostaw. Czas oczekiwania na realizację zamówienia dwa lata temu był jednym z najważniejszych czynników degradujących sprzedaż tych elementów. Szczęśliwie dzisiaj producenci odbudowali zapasy magazynowe i zaopatrzenie nie wiąże się z koszmarem rocznego oczekiwania.

Problemy rynku złączy

Rys. 3. Ocena sytuacji na rynku złączy silnoprądowych w pierwszej połowie 2012 roku

Niewątpliwie najważniejszym problemem rynku elementów elektromechanicznych są kłopoty wielu gospodarek europejskich w związku z panującym kryzysem i w konsekwencji ze spowolnieniem gospodarek. Nasza branża przemysłowa w istotnej mierze zależy od eksportu do krajów UE i skoro za granicą biznes się nie układa, to musi się to przekładać na słabszą koniunkturę na naszym rynku. W zakresie rynku krajowego sytuacja nie wygląda na razie źle, ale oszczędności w funduszach wojskowych i wiele innych cięć w budownictwie i infrastrukturze, a także zakończone projekty związane z mistrzostwami Euro 2012 degradują niestety tempo rozwoju rynku. Wielu firmom zaczyna też brakować pieniędzy na rozwój, a niestabilna sytuacja finansowa wstrzymuje wiele decyzji inwestycyjnych innych przedsiębiorstw.

Rys. 4. Zgodnie z oceną połowy specjalistów liczba dostawców złączy silnoprądowych rośnie

Po stronie negatywnych zjawisk wiążących się ze złączami należy zaliczyć również niewielką standaryzację. Mimo że branża jest dość duża, cały czas nie widać żadnych mechanizmów, które w przyszłości mogłyby stać się zalążkiem wzajemnej kompatybilności tych elementów, nawet w ograniczonym zakresie. Producenci idą tutaj przetartym szlakiem zakładającym posiadanie na tyle szerokiej oferty, aby można było traktować ją jako standard aplikacyjny.

Rys. 5. Konkurencja na rynku oceniana jest jako silna, a 12% ankietowanych uznało ją nawet za bardzo silną

Wraz z nią tworzy się terminologię nazewnictwa i podziału na poszczególne elementy, oczekując, że inni, mniejsi wytwórcy dopasują, się płacąc za licencję lub zostaną zepchnięci w nisze. Jest to typowy mechanizm znany z wielu rynków przemysłowych, gdzie duże firmy uważają się na tyle silne, że oczekują od mniejszych producentów dopasowania się do nich. Liczba produktów funkcjonujących na rynku cały czas rośnie, przez co brak standaryzacji coraz bardziej przekłada się negatywnie na dostępność i czas dostaw.

Na rynek złączy oddziałują też wysokie ceny surowców, metali szlachetnych i tworzyw sztucznych, które nierzadko znajdują się na rekordowo wysokich poziomach. Zapewnienie dużej odporności środowiskowej i trwałości mechanicznej często wiąże się z wykorzystaniem cennych metali lub kompozytów, co niestety podraża konstrukcję i sprzyja konserwatywnemu podejściu klientów do nowości.

Rys. 6. Dla 33% firm sprzedaż złączy silnoprądowych przynosi do 100 tys. zł rocznie

Niektórzy specjaliści oceniają, że na niekorzyść panujących relacji na rynku złączy silnoprądowych działa także silna pozycja i obecność producentów złączy w kraju. Firmy takie jak Harting, Phoenix Contact, Wago, Conec, Molex, Lapp Kabel, Wieland i kilka innych mają w Polsce swoje lokalne oddziały, które nierzadko konkurują z rynkiem dystrybucji, zajmując się bezpośrednią sprzedażą do największych, czyli najbardziej wartościowych odbiorców.

Nowości ostatnich lat

Złącza silnoprądowe to produkty, w których sporo się zmienia, jeśli chodzi o technologię, wykonanie i liczbę pojawiających się na rynku nowości. Większość tych elementów trafia do aplikacji profesjonalnych, systemów przemysłowych i instalacji, w których koszt złącza jest drobnym ułamkiem wartości całości, nierzadko pomijalnie małym, natomiast parametry, wymiary, jakość połączenia, serwisu, dostępne akcesoria i wykonania mają nierzadko znaczenie pierwszoplanowe. Stąd producenci wkładają wiele wysiłku w rozwój tej grupy i przywiązują wagę do promocji nowości.

Rys. 7. Zdecydowana większość firm uzyskuje ze sprzedaży złączy do 10% swoich obrotów

Z pewnością jednym z ważniejszych trendów jest miniaturyzacja. Stwarza ona producentom wiele problemów na skutek konieczności zapewnienia dużej obciążalności złączy przy niewielkich rozmiarach styków i konieczności zapewnienia stabilności mechanicznej i elektrycznej połączenia w długim czasie. Dużą obciążalność przy małych wymiarach zapewnia hiperboliczna konstrukcja styków, zapewniająca równomierny i silny docisk na niewielkiej powierzchni oraz odporne na ścieranie pokrycia minimalizujące rezystancję połączenia i tym samym wydzielanie ciepła.

Dobre parametry zapewniają także trwałe mechanicznie tworzywa sztuczne, charakteryzujące się wysoką stabilnością mechaniczną konstrukcji i wysoką dokładnością wykonania, pozwalającą na dokładne spasowanie elementów konstrukcyjnych. Efekt miniaturyzacji to także rosnąca obciążalność styków przy tych samych wymiarach. Na rynku dostępne są elementy, w których dopuszczalne prądy przenoszone przez styki wynoszą setki amperów, co na pewno można taktować jako wyczyn technologiczny.

Rys. 8. Wyniki badania ankietowego ilustrującego strukturę rynku złączy silnoprądowych w podziale na popularne sektory rynku

Drugim wyraźnym wskaźnikiem rozwoju jest rosnący potencjał złączy, w których podłączanie przewodu wykonuje się bez użycia narzędzi. Taką możliwość dają wersje z zaciskiem sprężynowym, w których kształt styków pozwala na wsunięcie przewodu i zaciśnięcie go w tej pozycji. Początkowo złącza ze stykiem sprężynowym były dostępne w formie klasycznej, ale w ostatnich czasach zaczęły się pojawiać także wersje SMT.

Złącza z zaciskiem sprężynowym i inne podobne rozwiązania, charakteryzujące się dużą szybkością montażu, często też brakiem konieczności używania narzędzi, przez cały czas tworzą niszę o ograniczonym potencjale. Są to z pewnością produkty o cennych właściwościach, potrzebne i innowacyjne, ale rynek złączy silnoprądowych jest konserwatywny, przywiązany do typowych rozwiązań i standardowych produktów. Efektem jest wolne tempo rozwoju w tej grupie. Złącza z zaciskiem sprężynowym cały czas są postrzegane przez specjalistów jako nowość, mimo że znane są już od minimum 5 lat. Trudno o lepszy dowód na pasywność zachowań klientów i inercję w podejściu do nowości.

Rys. 9. Zestawienie obrazujące, które czynniki oferty w zakresie złączy są w największym stopniu brane pod uwagę przez klientów przy zakupach

Cały czas rośnie popularność złączy hybrydowych. Ich znaczenie jest wzmacniane przez miniaturyzację, gdyż elementy te pozwalają często na zastąpienie jednym produktem kilku innych oraz szerszą ofertą specjalizowanych przewodów, które w obrębie jednego kabla pozwalają na transmisję sygnałów silnoprądowych i sygnałowych lub linii komunikacyjnych. Złącza hybrydowe nadal nie są tak tanie, aby rynek rozwijał się w szybkim tempie, niemniej oferta tych podzespołów stale się zwiększa.

Złącza hybrydowe mogą też być uważane za przykład coraz bardziej istotnego znaczenia wersji specjalizowanych, przeznaczonych do pracy w określonych aplikacjach. Proces ten widać szczególnie w tych związanych z energią odnawialną, gdzie używa się połączeń spełniających wysokie wymagania środowiskowe i normy jakościowe. Podobnie jest w motoryzacji i transporcie, co przekonuje, że złącza specjalizowane (inaczej dopasowane do aplikacji) stanowią ważny kierunek rozwoju technologii połączeń elektrycznych.

Rys. 10. Ocena, które z poszczególnych typów złączy przynoszą największe dochody firmom (a), na które jest największy zbyt (b) oraz w których typach na rynku jest największa konkurencja (c)

Złącza specjalizowane nierzadko bazują na konstrukcji modułowej, a więc takiej, gdzie za pomocą zestawu elementów składowych można dostosować połączenie do potrzeb każdej indywidualnej aplikacji. Podobnie jak w przypadku wielu innych wymienionych grup tych elementów, oferta systemów modułowych jest stale rozwijana przez producentów, niektórzy jak na przykład Harting konsekwentnie stawiają na te produkty od wielu lat. Rośnie liczba wersji i typów złączy silnoprądowych przystosowanych do montażu na płytach drukowanych metodą THR (Through Hole Reflow).

Do niedawna elementy połączeniowe, z uwagi na gabaryty, wymaganą wysoką odporność mechaniczną połączenia na wielokrotne mocowanie i demontaż wtyku, były przeznaczone do montażu ręcznego w technologii THT. Wyprowadzenia przełożone przez otwory w obwodzie drukowanym są gwarancją stabilności mechanicznej, ale wiadomo, że z uwagi na wysokie koszty dąży się do tego, by jak najwięcej komponentów było montowanych automatycznie.Niestety montaż powierzchniowy w przypadku złączy o dużych wymiarach zwykle się nie sprawdza, stąd producenci rozwijają technologię montażu THR, gdzie końcówki złącza są wciskane za pomocą automatu montażowego w otwory w płytce, a następnie lutowane w piecu rozpływowym.

Proces ten wymaga odpowiedniego kształtu końcówek i otworów w płytce, które muszą umożliwić nałożenie pasty lutownicznej tak, aby po montażu złącza została ona w otworze, a następnie po podgrzaniu stopiła się i stworzyła pewne połączenie. Niemniej takie szczegóły zostały dopracowane i dzisiaj dzięki elementom THR udaje się sporo zaoszczędzić po stronie kosztów i czasu procesu montażu płytek.

Na koniec warto zauważyć zmiany zachodzące w obudowach omawianych elementów. Coraz liczniej wykonywane są one z tworzyw sztucznych, które zastępują tradycyjnie używane od lat elementy metalowe. Jest to konsekwencja powszechnej dostępności dobrej jakości tworzyw i materiałów kompozytowych o wysokiej wytrzymałości mechanicznej, a pośrednio również wysokich cen metali. Proces zastępowania metalowych obudów złączy tworzywem jest widoczny w nowych produktach, ale jak to w wielu elementach elektromechanicznych bywa, zmiany nie są szybkie i obejmują jedynie wybrane komponenty.

Zmiany w obudowach wiążą się także z ochroną elektromagnetyczną połączenia. W miarę jak liczba urządzeń elektrycznych i elektronicznych się zwiększa, problemy z osiągnięciem kompatybilności elektromagnetycznej stają się coraz poważniejsze. Ochrona przed zaburzeniami i emisją EM kiedyś dotykała wybranych złączy sygnałowych, które komponowane były z filtrami, ekranami, koralikami ferrytowymi. Dzisiaj zaczynają się pojawiać elementy silnoprądowe z wbudowanymi ekranami. W omawianym obszarze rynku to nowość.

Rola jakości w złączach

Tabela 2. Dane kontaktowe do firm wymienionych w tabeli 1

W złączach silnoprądowych jakość produktu jest jednym z najważniejszych czynników branych pod uwagę przy wyborze produktu oraz dostawcy. Oczywiście poza ceną, która niestety w praktyce zawsze liczy się w największym stopniu, nawet wśród tych klientów, którzy twierdzą, że jest inaczej. Nie zmienia to faktu, że kupujący omawiane w raporcie typy złączy kładą szczególny nacisk na niezawodność produktów ze względu na fakt, iż złącza silnoprądowe występują w aplikacjach, w których ciągłość połączenia jest krytyczna. Waga i postrzeganie jakości w złączach tworzy preferencje dla znanych i renomowanych producentów tych elementów, stąd nierzadko konkurencja na rynku dotyczy jedynie właśnie tych firm.

Poniekąd tworzą oni hermetyczną grupę, do której mniej znanym wytwórcom, zwłaszcza tym z Dalekiego Wschodu, ciężko się przebić. W ramach podsumowania do powyższych rozważań próbowaliśmy ocenić w badaniu ankietowym znaczenie i oddziaływanie na rynek poszczególnych nowości oraz trendów charakterystycznych dla tego obszaru. Zebrane dane na ten temat pokazane zostały na rysunku 1. Zdecydowanym faworytem wykresu okazały się wersje specjalistyczne złączy, a więc takie, których właściwości są dopasowane do aplikacji, na przykład te do instalacji solarnych lub też wojskowe, przeznaczone do pracy pod wodą, dla górnictwa, farm wiatrowych,kolei i podobne.

Co ciekawe, produkty do montażu THR zdaniem ankietowanych specjalistów są mało istotną na rynku nowością, to samo dotyczy wersji do montażu powierzchniowego, zapewne z uwagi na wiele ograniczeń narzucanych przez te technologie. Słabo wypadło też łączenie sprzedaży złączy z usługami wykonywania wiązek kablowych. A jeszcze pięć lat temu był to popularny temat i wydawało się, że stanie się naszą specjalnością. Wraz z przemianami wielkiego biznesu, który zamknął wiele z dużych zakładów pracujących dla motoryzacji lub przeniósł je w rejony, gdzie siła robocza jest jeszcze tańsza, temat wiązek w naturalny sposób się wyciszył.

Prezentacje firmowe

Polecane

Nowe produkty