俄羅斯激光市場歷史悠久,USSR(蘇聯)的激光工程教育水平很高,早在1955年就建造了第一臺激光原型機。由于在量子電子學領域所完成的杰出工作(該項工作導致了基于脈澤激光器原理的振蕩器和放大器的構建),蘇聯科學家尼古拉斯·巴索夫和阿列克桑德拉·普洛克霍洛夫曾于1964榮獲諾貝爾物理學獎。
雖然學術基礎堅實,但工業應用卻非常有限,并且在激光技術方面也缺乏進一步發展。該項技術于1968年首次在莫斯科被應用于眼科手術,截止1973年,共有200多套設備問世。20世紀80年代,蘇聯工業領域開始使用激光切割,但由于政治形勢的原因,該項技術的大規模應用被迫停止。
20世紀90年代,由于工業合作和經濟關系的崩潰,獨聯體(CIS)經濟迅速萎縮。唯一的亮點是前蘇聯民眾可以開始創辦自己的企業,但從經濟狀況來看,這一因素所起的作用并不十分顯著。
上世紀90年代,許多俄羅斯工程師和科學家都離開了俄羅斯,在歐洲和美國的各個公司尋求工作機會,其中有少數人開創了自己的事業。最成功的一家公司——IPG Photonics(牛津,美國馬薩諸塞州)是由俄羅斯科學家瓦連京·加彭瑟夫建立的。該公司通過將光纖激光器擴展到各種應用,改變了激光光源的市場。許多其它公司,如LIMO(多特蒙德,德國)、Hypertech Laser Systems(呂貝克,德國),以及O.R. Lasertechnology(艾爾克格羅夫,美國伊利諾伊州)都有俄羅斯的科學和工程背景。Hypertech Laser Systems在全球皮膚美容領域占據領先地位,并參與了俄羅斯與德國之間的合作。
工業激光器市場狀況
新獨聯體的制造業在20世紀90年代持續萎縮,直到1998年以后才開始增長。政府開始對工業給予支持,機車和鐵路車輛制造商也開始采用已廣泛應用于其它行業的激光切割機械和工業激光技術。
雖然市場不斷發展,但缺乏質量技術過硬的本地激光切割機械制造商,于是TRUMPF(通快,迪青根,德國)、Bystronic(百超,Niederönz,瑞士)、Amada(天田、神奈川,日本)和Prima Power(普瑞瑪,都靈,意大利)等公司于21世紀紛紛來到俄羅斯。IPG Photonics更是在俄羅斯建立了生產設施,并成為激光切割和其它應用領域的領先光纖激光器供應商。激光機械生產的本地化和激光器的集成化已成為21世紀的趨勢。
2008年,俄羅斯激光市場達到了1億美元,其中激光切割機械所占份額最大。TRUMPF一直是激光切割機的領先供應商,許多俄羅斯客戶選擇TRUMPF,是因為該公司擁有豐富的經驗,并能提供可靠的售后服務以及本地備品備件庫存。俄羅斯也對制造業進行更新,并通過建造配備5至15臺激光切割機以及彎折、焊接、噴漆等設備的制造廠,來增加在激光切割服務市場所占的份額。
技術型初創企業開始涉足通過光檢測和配備攝像頭,對物體測距(lidar)的新一代先進駕駛員輔助系統(ADAS)以及無人駕駛車輛的開發生產。全國性的汽車制造商也與大學聯合,對配備lidar的新型ADAS解決方案進行開發。
在經歷2009年的大幅衰退后,市場于2011年得到了恢復,到2014年底達到盧布貶值之前的水平。隨著農業機械行業的復蘇,2015年市場開始復蘇,當地汽車行業抓住了這一趨勢。一些中國激光公司開始嘗試通過提供有吸引力的價格和備件/服務策略,在現有的激光切割機和激光光源市場中占據一席之地。幾家中國激光切割機生產商依靠很高的租賃和信貸率取得了前所未有的市場份額。
Rena Solutions and Guangzhou Hymson Laser Technology partnered to demonstrate the advantages of a laser profile/tube cutting machine in combination with an automatic welding robot.
Rena Solutions and Guangzhou Hymson Laser Technology partnered to demonstrate the advantages of a laser profile/tube cutting machine in combination with an automatic welding robot.
Rena Solutions和廣州海目星激光技術公司合作展示了激光型材/管切割機與自動化焊接機器人相結合所帶來的優勢。
應對實施方面的挑戰
激光切割廣泛實施方面的一大障礙是缺少提升業務價值的板材布局與設計服務。在激光焊接等高端技術應用方面,俄羅斯的工業設計需要進一步提高。在應用激光切割、彎折及焊接來制造高科技產品的領域中,這是非常重要的。目前只有NPP RUSMET(Lyuburtsy,俄羅斯;www.npprusmet.ru)等少數公司,在切割和焊接方面具有較強的設計和制造能力。
俄羅斯政府已經制定了工業發展計劃,憑借新的工程師和CAD/CAM產品對制造業提供支持,但私營公司對此反響并不強烈,他們需要時間來培育板材布局與設計文化。一些公司邀請擁有豐富設計經驗的歐洲(主要是德國)工程師。這是一個典型的俄羅斯悖論:第一臺激光器是50多年前在俄羅斯開發的,但這個國家現在卻缺乏激光技術工業應用領域的工程師。
俄羅斯的汽車市場正在不斷成長,2000年至2010年期間一些汽車制造商紛紛在俄羅斯建廠,包括大眾、雷諾-日產和豐田。由于盧布匯率的穩定性,一級供應商擁有一定優勢,2017年汽車市場顯示出17%的增長,且根據預測2018年將保持相同的增長水平。汽車工業對用于焊接、釬焊和打標的激光源的需求正在逐年增長。俄羅斯的工業自動化集成商在過去10年中獲得了豐富的經驗,并希望在美國、中國和歐洲獲得新的市場份額。
鈦產品公司VSMPO-AVISMA(上薩爾達,俄羅斯)參與了與飛機制造商的全球合作,它創立了Titanium Valley開放經濟區,利用新技術實現航空航天和醫療行業的協同。采用選擇性激光熔融(SLM)或直接金屬沉積(DMD)技術制造的鈦組件具有巨大的市場潛力。在不久的將來,與行業領導者的合作將成為一個增長點,并打造出帶有“俄羅斯制造”標識的鈦產品。當地的醫療器械生產商已經開始朝著這個目標邁進了一步。討論技術實施的會議已舉行過數次,一些俄羅斯醫科大學正在治療過程中進行試驗。目前尚需完成的是對法規的修訂和技術審批。
俄羅斯制造業中包含大量的激光應用,如熔覆、涂層、復合材料焊接和其它不同類型的加工,可以創造大量的就業機會。電動汽車時代為激光的應用開辟了更廣闊的前景。銅激光焊接的應用越來越廣泛,對擁有新工藝因素的高吸收率綠色激光器也有一定的市場需求。在電池外殼焊接和電機用帶涂層電工鋼切割方面,激光極富吸引力。這些活動領域吸引了激光研發團隊去爭奪政府資助,以支持新產品開發。
Laserline(利澤萊恩,Mülheim-Kärlich,德國)從事高功率二極管激光器的開發和生產,用于汽車、航空航天、一般制造業、石油與天然氣工業等應用中的材料加工。公司主要從事車身鋁焊接、碳纖維3D打印、鈦增材制造以及其它一些應用。盡管目前外國公司在俄羅斯面臨著較高的準入門檻,但該公司已成功維持并不斷發展與該地區新老合作伙伴之間的業務。
技術展示
2018年3月17日,在俄羅斯汽車工業的中心Togliatti,來自Laserline、ABB Robotics(蘇黎世,瑞士)以及Rena Solutions (Tolyatti,俄羅斯)的代表們舉行了一次會議,主旨是半導體激光器與汽車制造等通用制造業的集成。參加者來自俄羅斯各地,演講者們就精彩案例作了有趣的展示。
Rena Solutions與廣州海目星激光技術公司(廣州,中國)合作,展示了激光型材/管材切割機與自動化焊接機器人相結合所帶來的優勢。與傳統的鋸切和手工焊接相比,這種組合提供了更高的靈活性和經濟效益,并為金屬加工開辟了新的機會。