Obudowy i szafy dla elektroniki i przemysłu – baza konstrukcyjna dla urządzeń

Rynek obudów dla elektroniki i przemysłu rośnie w ostatnich latach dynamicznie, dotrzymując tempa rozwojowi elektroniki. Wszystkie urządzenia muszą mieć jakąś obudowę i tym samym każda koncepcja związana z postępującą cyfryzacją przemysłu (jak Przemysł 4.0) lub większą penetracją elektroniki (jak IoT) sprzyja rozwojowi branży. Do coraz większej elektronizacji prowadzi też wiele inwestycji i trwające modernizacje starszych urządzeń. Napędy i systemy sterowania, oświetlenie, komunikacja – to przykłady obszarów, w których elektroniki jest coraz więcej, stąd zapotrzebowanie na obudowy jest i w perspektywie lat będzie dalej duże. Do chłonnego rynku krajowego dodają się zlecenia eksportowe od firm zagranicznych, co razem zapewnia nie tylko dobre warunki biznesowe, ale także stabilną koniunkturę.

Rynek elektroniki w Polsce szybko się rozwija, a wiele firm, które jeszcze niedawno działało w małej skali, dzisiaj na tyle urosło, że zaczyna być ich stać na unikatowe obudowy lub przynajmniej na personalizację obudów seryjnych. We wzrostach pomagają nowe perspektywiczne otwarcia np. w automatyce budynkowej dla budownictwa mieszkaniowego, specjalistycznych urządzeniach przemysłowych oraz tych instalowanych w ramach infrastruktury technicznej w transporcie. Systemy takie składają się z wielu części, o skalowalnej konstrukcji i są połączone magistralą, co zapewniają specjalizowane pod tym kątem obudowy, gwarantujące szybkość montażu, brak pomyłek podczas instalacji itd.

Stymulująco dla rynku działa ogólna poprawa koniunktury w gospodarce, wzrost eksportu oraz duża liczba małych firm, które produkują specjalistyczne urządzenia i będących istotnym klientem na obudowy dla rynku dystrybucji.

WZROST ZAAWANSOWANIA I DOSTĘPNOŚCI

Patrząc na produkty w perspektywie ostatnich lat widzimy trend szybkiej ewolucji technicznej obudów, kierującej rynek w stronę wysokiej jakości, zaawansowania technicznego oraz nowoczesnego wzornictwa. Zmiany te najbardziej widać w ofertach krajowych producentów, wersji metalowych jak i z tworzyw sztucznych.

Znaczenie obudów dla dostawców

 

Dla mniej więcej co drugiej firmy (43%) obudowy to dodatek uzupełniający biznes, najczęściej dystrybucyjny. Przy ogromnej ilości obudów katalogowych, jakie są dostępne na rynku, wydaje się to być naturalne, bo są one takim samym komponentem jak złącza, wiązki kablowe lub przekaźniki. Co więcej, celowe jest, aby proces projektowania urządzeń rozpoczynał się od wyboru obudowy, gdyż determinuje ona dostępne miejsce, rozstaw otworów oraz warunki chłodzenia, a więc selekcja tego produktu następuje tutaj razem z innymi kluczowymi komponentami. Takie podejście jest postrzegane jako element tzw. dobrej praktyki inżynierskiej i z tych powodów obudowy można postrzegać jako komponent kluczowy. Z kolei 25% firm, które zadeklarowały, że obudowy są dla nich głównym elementem biznesu, to zapewne krajowi producenci obudów metalowych, plastikowych i szaf, a także wybrani dystrybutorzy.

Z roku na rok oferta plastikowych obudów katalogowych się powiększa, a ich producenci wprowadzają na rynek co najmniej kilka typów rocznie. To samo dotyczy nowych kolorów, materiałów oraz dostępnych akcesoriów. Ogólnie oferta katalogowa jest dzisiaj bardzo szeroka, producentów jest wielu i chyba powoli staje się problemem orientacja w tym, co jest dostępne i jakie możliwości kompozycji dostępne są w ramach całego systemu elementów. Ta szerokość rynku tworzy wiele problemów po stronie marketingu technicznego, który ma niełatwe zadanie przekazania informacji o nowościach i szczegółach klientom. Efektem są coraz bardziej opasłe katalogi, zacierające się powoli pierwotne podziały np. na plastik i metal, wyroby konsumenckie i profesjonalne oraz podziały determinowane przez technologię wykonywania obudów. Innymi słowy, producenci nieustannie rozszerzają swoje oferty, starając się wypracować sobie pełne pokrycie w strategicznych obszarach aplikacyjnych. Takie same procesy dotyczą dystrybutorów specjalizujących się w obudowach, którzy łączą w ofercie handlowej niekonkurujące ze sobą marki.

W obudowach metalowych zjawisko to raczej nie występuje, bo wiele konstrukcji jest tworzonych na zamówienie i portfolio obudów gotowych nie jest aż tak duże jak w obszarze plastiku.

Najważniejsze trendy pozytywne dla rozwoju rynku obudów

 

Na liście czynników pozytywnie wspierających rozwój rynku wyraźnie wybijają się dwie kategorie związane z możliwością nadania projektowanemu urządzeniu cech niepowtarzalnych. Dokonuje się tego przez użycie obudowy standardowej (katalogowej), która następnie jest poddawana modyfikacjom. Poza stworzeniem możliwie niepowtarzalnego wzoru obudowy seryjne poddawane są obróbce mechanicznej, a więc wycinaniu otworów pod gniazda, wyświetlacz i złącza, frezowaniu. To także lakierowanie, wykonywanie paneli czołowych i podobna obróbka mechaniczna, którą najlepiej zlecić do wyspecjalizowanej firmy. Takie możliwości zapewnia dzisiaj większość producentów obudów i jak widać z wykresu, są to usługi poszukiwane przez klientów i w zasadzie można powiedzieć, że na przestrzeni ostatnich lat stały się dla omawianego rynku standardem.

ELEKTRONIKA KONSUMENCKA ZYSKUJE NA ZNACZENIU

Dla aplikacji tworzonych przez startupy lub producentów elektroniki konsumenckiej obudowa nierzadko jest ważniejszym elementem urządzenia od zawartej w niej elektroniki. W takim obszarze estetyka, ciekawe wzornictwo i niebanalny projekt, a także ergonomia korzystania, wysuwają się na pierwszy plan. Z kolei obszar przemysłowy i odbiorcy związani z elektroniką profesjonalną cenią sobie trwałe konstrukcje o jakości potwierdzonej certyfikatami, zapewniające wygodę montażu komponentów we wnętrzu i prostą instalację całości w obiekcie. W tym obszarze liczy się także dostępność rozwiązań systemowych w zakresie obudów, a więc nie tylko pudła ochronnego składającego się ze ścianek, ale także mocowań dla podzespołów i płytek, prowadników kabli (korytek), uszczelek, kanałów chłodzących, szyn mocujących, wsporników oraz wielu innych drobiazgów, które pozwalają stworzyć funkcjonalne urządzenie. W największym stopniu znaczenie takich dodatków i systemowych rozwiązań jest widoczne w szafach przemysłowych, gdyż większość z tych produktów ma konstrukcję otwartą, którą poprzez wybór elementów, w tym wymienionych akcesoriów, można dopasowywać do potrzeb. Znaczenie ma też modułowość konstrukcji, bo jest ona podstawą do zapewnienia wysokiej funkcjonalności i elastyczności konstrukcyjnej. W przypadku małych obudów plastikowych modułowość sprowadza się do możliwości kompozycji obudowy z kilku elementów składowych pasujących do siebie i w tym przypadku liczba elementów systemowych jest znacznie większa.

W przypadku szaf i obudów przemysłowych wzornictwo jest dla klientów sprawą mało znaczącą, bowiem obudowa powinna być ładna i estetyczna, ale tylko tam, gdzie użytkownik może się na nią natknąć. Jeśli obudowa nie jest widoczna lub dostępna liczą się koszty, parametry techniczne oraz jakościowe, a nie zaspokojenie poczucia estetyki.

OBRÓBKA MECHANICZNA JEST STANDARDEM

Obróbka mechaniczna obudów katalogowych, a więc wiercenie otworów, frezowanie pól pod klawiaturę, złącza, wyświetlacz to usługi, które w ostatnich latach stały się niezwykle popularne i w zasadzie doszliśmy do stanu, że oferują je już praktycznie wszyscy dostawcy obudów. Wynika to z rosnącej specjalizacji firm, w ramach której korzystniej jest je zlecić do kooperanta oraz z ogólnego nacisku na jakość. Wywiercenie otworu w plastikowej obudowie nie wydaje się może skomplikowane, ale jeśli trzeba to zrobić powtarzalnie i dobrze wiele razy, utrzymanie jakości staje się trudniejsze. Do wielu operacji trzeba mieć obrabiarkę CNC, co dla firm z branży elektroniki nierzadko wykracza poza tzw. rdzeń biznesu.

Nawet jeśli otworowanie nie jest trudne, inne operacje, takie jak montaż klawiatury, integracja wyświetlacza z obudową lub wykonanie panelu frontowego mogą przysporzyć kłopotów. Wymagają oprzyrządowania, a więc kolejnych urządzeń, doświadczenia w takich operacjach. W praktyce problemy z konstrukcją mechaniczną zawsze się piętrzą, stąd możliwość skorzystania z pomocy kogoś, kto weźmie całość problemów na siebie, jest w branży cenną wartością dodaną. Można też powiedzieć, że klienci obecnie nie chcą tworzyć u siebie wyspecjalizowanych komórek organizacyjnych wykonujących personalizację obudów, wolą dopłacić i dostać produkt przygotowany pod ich specyficzne wymagania i produkcję.

Typy obudów z największą sprzedażą ilościowo

 

Struktura sprzedaży obudów pod kątem ilościowym zawiera na pierwszym miejscu małe obudowy plastikowe, a więc takie do montażu różnych urządzeń elektronicznych. Elektroniki w naszym otoczeniu jest dzisiaj mnóstwo i w naturalny sposób ta grupa musiała się wybić na prowadzenie. Z kolei małe obudowy metalowe to domena aplikacji przemysłowych, telekomunikacyjnych i urządzeń instalowanych w trudnych warunkach środowiskowych, a więc poza pomieszczeniami, natomiast obudowy na szynę są jednak zbyt specjalistycznym produktem, aby wybić się w zestawieniu ilościowym. Można jednak powiedzieć, że i tak wynik w tym przypadku (32%) jest wysoki, bo większość produktów tego typu to importowany osprzęt elektroinstalacyjny.

PROTOTYPOWANIE 3D I TAŃSZE FORMY WTRYSKOWE

Przez wiele lat forma wtryskowa była dla rynku obudów pewnego rodzaju problemem ograniczającym wiele możliwych scenariuszy tworzenia produktu. Koszt jej wykonania liczony w dziesiątkach tysięcy złotych dla każdej części składowej obudowy oraz długie czasy realizacji, wynikające z pracochłonności tego zadania, ograniczały firmom możliwość stworzenia dla urządzenia niepowtarzalnej i funkcjonalnej obudowy, bo niestety pomysły na to, aby mieć coś ekstra, zderzały się z twardą ekonomią. Takie problemy były najbardziej dotkliwe w przypadku krótkich serii, specjalistycznych urządzeń wielowariantowych i rozwiązań tworzonych na zamówienie, gdyż w tym przypadku koszt przygotowania produkcji tworzył często barierę nie do przejścia. Poza formą wtryskową dochodziły do tego minima produkcyjne rzędu 1000 sztuk wynikające z konieczności ustawienia pracy wtryskarki. Problem ten omijano różnymi sposobami, jak termoformowanie tworzyw lub z wykorzystaniem konstrukcji modułowej.

W miarę jak rósł dostępny asortyment wyrobów katalogowych, popularne stały się też usługi indywidualizacji obudów. Polegają one na tym, że produkty seryjne poddaje się modyfikacjom mechanicznym, lakieruje, łączy ze sobą elementy od różnych obudów, po to, aby nadać im cechy niepowtarzalne. Sposób taki stał się w branży bardzo popularny i znakomita część producentów realizuje dzisiaj takie operacje.

Gdy producent potrzebuje kilkanaście, kilkadziesiąt obudów specjalistycznych (i żaden producent nie ma ich w ofercie katalogowej), to najprościej jest, a więc najszybciej i najtaniej, po prostu wydrukować je na drukarce 3D. Te urządzenia są obecnie niezastąpione w obsłudze pojedynczych zleceń, wytwarzaniu drobnych elementów, nietypowych rozwiązań i oczywiście wykorzystywane do prototypowania urządzeń i wizualizacji koncepcji. Niemniej produkcja z ich użyciem jest możliwa tylko w małej skali, dosłownie kilka obudów na dobę, bo drukarki takie są wolne w działaniu. Produkcja jest tu niewspółmiernie mniej wydajna w porównaniu do masowej produkcji w technologii wtrysku.

Z tego powodu drukarki 3D przebijają się tak wolno. Ale sytuacja zmienia się dynamicznie i to, co dzisiaj jest niemożliwe, jutro może być już w zasięgu ręki. Przykładem mogą być liczne próby wykorzystania drukarek przemysłowych do produkcji wprawdzie nie gotowych wyrobów, ale form wtryskowych. W ten sposób można drukować formy montowane bezpośrednio na wtryskarce albo wkładki kształtujące, które montowane są do stalowej uniwersalnej obudowy. Drukowanie odbywa się z proszków metalu, który jest następnie ulepszany i hartowany. Czas druku takiej formy trwa od kilku do kilkunastu godzin i starcza ona na kilkaset wtrysków (więcej gdy zastosowane są systemy chłodzenia). Są też podejmowane próby drukowania form z odpornych tworzyw a nie z metalu, jeszcze tańsze, ale na razie starczające na najwyżej kilkadziesiąt wtrysków.

Te wyniki nie są rewelacyjne, ale z pewnością drzemie w nich potencjał, który może w przyszłości zmienić jakościowo produkcję detali z tworzyw, eliminując wiele istniejących ograniczeń i problemów.

WIĘCEJ PLASTIKOWYCH OBUDÓW I WERSJI MAŁYCH DO URZĄDZEŃ MOBILNYCH

Świat elektroniki cały czas się zmienia i jedną z widocznych cech takiego procesu jest, że z każdą kolejną generacją sprzęt jest mniejszy. Coraz większy udział w wolumenie produkcji elektroniki ma obecnie sprzęt mobilny, który musi być lekki, niewielki i poręczny. Zmiany te nakładają na obudowy coraz więcej wymagań w zakresie jakości, wyglądu, kształtu, materiału i podobnych aspektów. Małe obudowy to jednocześnie duże wymagania w zakresie jakości, dokładności wykonania poszczególnych części, materiału oraz projektu, który musi uwzględniać relatywnie duże przenoszone siły, zdolności do odwracalnego odkształcania przy naprężeniach wywołanych naciskiem.

Mimo takich trudności tego typu obudów jest na rynku coraz więcej, co dla producentów oznacza konieczność inwestycji w zaawansowane obrabiarki (wtryskarki, formy), rozbudowę narzędziowni i coraz większą wagę projektowania i symulacji komputerowej tworzonych konstrukcji mechanicznych. Dla elektroników projektowanie mechaniczne zwykle wydaje się dziedziną odległą od rdzenia biznesu, ale elektronika mobilna i miniaturyzacja wymuszają takie zainteresowanie.

Główni odbiorcy (branże) obudów

 

Zestawienie głównych odbiorców obudów w Polsce zdominowała elektronika przemysłowa i automatyka, która tworzy najwięcej zapotrzebowania na specjalistyczne urządzenia, zatem i obudowy. Na tę kategorie padło blisko dwukrotnie więcej wskazań niż na kolejną, a więc producentów automatyki budynkowej i rozwiązań charakterystycznych dla inteligentnego budynku. Kolejne sektory rynku tożsame z grupami odbiorców mają już mniej więcej podobne wskazania, co jest zgodne z szerokim frontem aplikacyjnym obudów i ich powszechnym zastosowaniem w technice. Różnice procentowe pomiędzy słupkami oczywiście są, bo wynika to z wielkości rynku, ale nie są one aż tak duże, jak dla rozwiązań przemysłowych.

W obszarze elektroniki miniaturyzacja jest też czynnikiem potęgującym zapotrzebowanie na obudowy z tworzyw sztucznych, a wersje metalowe spychane są w rynkowe nisze i w zastosowania specjalne. W zasadzie wszystkie czynniki techniczne i użytkowe przemawiają za obudowami z tworzywa sztucznego. Metal broni się tam, gdzie estetyka, waga i koszt schodzą na drugi plan, a liczy się odporność mechaniczna i środowiskowa, dobre ekranowanie elektromagnetyczne oraz odporność na promieniowanie UV. Z takich powodów obudowy metalowe sprawdzają się w urządzeniach telekomunikacyjnych pracujących na zewnątrz, w transporcie kolejowym i morskim, rozległych instalacjach przemysłowych, bo tam wymagana jest najwyższa trwałość. Ale w porównaniu do całego rynku takich aplikacji nie ma tak wiele i nie są one też masowe.

Znaczenie plastiku jako materiału rośnie także na skutek tego, że obudowy tego typu zapewniają coraz lepsze parametry ochrony. Poliwęglan i inne tworzywa w wersji wzmacnianej, razem z wylewanymi uszczelkami, dają w efekcie produkt niewiele odstający funkcjonalnie od wersji metalowych. Hermetyczne obudowy plastikowe z poprawioną wytrzymałością mechaniczną są dostępne w coraz szerszym asortymencie, co dodatkowo świadczy o tym, że rynek ewoluuje w tym kierunku.

SZAFY – TU UŻYTECZNOŚĆ I PARAMETRY SĄ NAJWAŻNIEJSZE

Duże szafy przemysłowe stanowią odrębną, cenną biznesowo grupę, która jest wykorzystywana do montażu urządzeń, do rozdziału energii, sterowników, napędów i oczywiście do systemów teleinformatycznych. W tym ostatnim zakresie ich typowe zastosowanie to centrum informatyczne firmy, zawierające serwer, sprzęt sieciowy, centralę telefoniczną, zasilanie gwarantowane, system alarmowy, rejestrator wideo z kamer monitoringu, system archiwizacji danych i podobne urządzenia. Urządzenia takie stanową kluczową infrastrukturę informatyczną, stąd obudowa, która je mieści, musi być nie tylko wysokiej jakości, ale zawierać szereg przemyślanych rozwiązań umożliwiających wygodną instalację i rozbudowę. Zwykle bazują one na profilach metalowych tworzących szkielet, do których dołączane są ściany, podłoga, sufit, szyny, prowadnice, przepusty. Pozwala to na ich modułowe zestawianie, łatwe prowadzenie ciągów elektrycznych, rozbudowę o klimatyzatory itd. Szafy wykonywane są zazwyczaj z malowanej blachy stalowej. Najczęściej nie mają z góry zdefiniowanej konstrukcji, a większość producentów pozwala na ich kompozycję z elementów składowych. Użytkownik może dobierać nie tylko wielkość, ale też sposób łączenia, materiał drzwi, a do tego korzystać z szerokiej gamy akcesoriów.

DOSTAWCY OBUDÓW W POLSCE

Charakterystyczną cechą rynku obudów w Polsce jest wymierny udział krajowego sektora produkcji, zarówno w zakresie szaf, obudów metalowyc, h jak i plastikowych. Firmy te z reguły specjalizują się w określonym obszarze rynku, aplikacjach, a czasem wytwarzają produkty niszowe i na zamówienie. Ich produkty przeznaczone są do zastosowań w telekomunikacji, sterowniach, systemach zasilania, systemach komputerowych i podobnych zastosowaniach przemysłowych. W takich ramach mieszczą się m.in. pulpity i panele sterownicze, systemy alarmowe i kontroli dostępu, urządzenia telewizji przemysłowej, zasilacze, obudowy do sprzętu teleinformatycznego, szafy telekomunikacyjne i podobne. Takimi firmami w tym zestawieniu są Armel, Ergom, Jakubowski, Kommet, Jotkel, Elgig. W zakresie produkcji obudów z tworzyw sztucznych wymienić należy przede wszystkim firmy Kradex oraz Maszczyk, znane na rynku z wytwarzania małych obudów dla elektroniki. Do kluczowych na rynku dostawców zagranicznych należą przedsiębiorstwa będące oddziałami producentów zagranicznych, jak Rittal, Fibox, Kommet, Apra, Phoenix Contact.

Drugą grupę dostawców stanowią dystrybutorzy i resellerzy, którzy najczęściej oferują po kilka marek produktów dla zapewniania kompleksowości. Jest to konsekwencją tego, że wielu producentów ma wąską specjalizację i dystrybutor musi współpracować z kilkoma producentami, aby zapewnić szeroką ofertę. Dla części firm dystrybucyjnych obudowy stanowią jeden z kluczowych elementów oferty, co dotyczy m.in. tych skupiających się na sektorach elektrotechnicznym i automatyki, dla innych zaś – w szczególności zajmujących się dystrybucją katalogową – jeden z komplementarnych elementów szerokiej oferty. Obudowy sprzedają też wszyscy dystrybutorzy katalogowi, na przykład TME, Farnell, Conrad Electronic, Elfa Distrelec oraz firmy hurtowe jak Micros.

W ostatnim czasie coraz wyraźniej widać rosnące znaczenie rynkowe dystrybutorów na rynku obudów w tym zwłaszcza tych dużych firm. Małe i średnie firmy z uwagi na koszty transportu i dostępność oraz czas dostawy wybierają zamiast producenta jego dystrybutorów, bo on zapewnia dostęp również do artykułów powiązanych z obudowami, a czasem też korzystniejsze ceny. Dystrybutorzy mają też sprawną logistykę i dostarczają towar błyskawicznie, a producent nie zawsze ma takie możliwości.