L’elettrificazione ridefinisce il settore cinese della metallurgia delle polveri
L’industria automobilistica globale è in piena transizione verso l’elettrificazione, e con essa, i settori tradizionali della catena di approvvigionamento si trovano a dover affrontare un profondo processo di ristrutturazione. Tra questi, il settore dei componenti in metallurgia delle polveri (MP) in Cina, che per decenni ha rappresentato un pilastro fondamentale della produzione automobilistica, sta ora vivendo un momento di cruciale trasformazione. Con l’ascesa dei veicoli a nuova energia (NEV), inclusi i veicoli elettrici puri (BEV), ibridi plug-in (PHEV) e veicoli a celle a combustibile (FCEV), il mercato automobilistico cinese, il più grande al mondo, sta ridisegnando le esigenze per i suoi fornitori.
Dopo oltre trent’anni di sviluppo, la Cina si è affermata come una potenza globale nella produzione di componenti in MP. Supportata da un mercato domestico dinamico e diversificato, l’industria nazionale ha raggiunto livelli di competitività tali da poter competere con i leader internazionali. Secondo i dati della Powder Metallurgy Branch dell’Associazione Cinese dell’Industria delle Parti Meccaniche Generali (CMPMA), nel 2023 il fatturato totale delle imprese associate ha raggiunto i 9,71 miliardi di RMB (inclusi i nuovi settori dei materiali compositi magnetici morbidi e dei componenti ottenuti mediante stampaggio a iniezione di metallo), con un fatturato specifico dei componenti MP che ha superato i 7,66 miliardi di RMB, registrando un aumento del 5,7% rispetto all’anno precedente. Questa crescita è stata principalmente trainata dalla forte domanda del settore automobilistico, cresciuta di oltre il 15,4% nello stesso periodo.
Nonostante questa tendenza positiva, la natura della domanda sta subendo una trasformazione radicale. Nel 2023, le applicazioni automobilistiche rappresentavano ancora il segmento più grande del mercato cinese dell’MP, con il 55,4%, seguito dagli elettrodomestici (19,5%), macchinari per l’edilizia (7,7%) e utensili elettrici (6,4%). Tuttavia, all’interno del settore automobilistico, i requisiti per i componenti stanno rapidamente evolvendo. L’ascesa dei veicoli elettrici sta riducendo la necessità di componenti tradizionali per motori e trasmissioni, che sono stati il cuore della produzione in MP, aprendo al contempo nuove opportunità nei motori elettrici, nell’elettronica di potenza e nei componenti strutturali.
Questo cambiamento è evidente nelle tendenze generali del settore automobilistico cinese. Nel 2023, il paese ha venduto 30,09 milioni di veicoli, un aumento del 12,0%, superando per la prima volta dal 2017 il picco di vendite precedente. Di questo totale, 9,495 milioni erano veicoli a nuova energia, rappresentando il 31,6% del volume totale delle vendite. In particolare, i BEV hanno rappresentato il 70,4% delle vendite di NEV, con un totale di 6,685 milioni di unità. Sebbene questa quota sia diminuita di 7,5 punti percentuali rispetto all’anno precedente—un segnale della crescente popolarità dei PHEV—il volume massiccio di adozione dei veicoli elettrici sta trasformando le catene di approvvigionamento in tutti i settori.
Per l’industria della metallurgia delle polveri, questa transizione rappresenta una sfida duplice: mantenere la rilevanza in un mercato dei motori a combustione interna in declino, innovando al contempo abbastanza rapidamente per cogliere le nuove opportunità offerte dalle piattaforme elettrificate. Storicamente, i componenti MP sono stati essenziali nei veicoli con motore a combustione interna, specialmente nei motori e nelle trasmissioni, dove la loro capacità di produrre componenti complessi con un’elevata efficienza dei materiali e una minima lavorazione li rende ideali per ingranaggi, pignoni, bielle e componenti del sistema di distribuzione. Questi componenti sfruttano i vantaggi intrinseci della metallurgia delle polveri: risparmio di materiale, efficienza energetica e scalabilità nella produzione di massa.
Tuttavia, i gruppi propulsori elettrici richiedono molti meno componenti mobili. Un gruppo propulsivo BEV tipico contiene circa 20 parti mobili, rispetto a oltre 2.000 in un motore a combustione interna convenzionale. Questa differenza drastica si traduce in una significativa riduzione della domanda di componenti MP tradizionali. Man mano che i produttori automobilistici riducono la produzione di motori a combustione, i fornitori MP si trovano di fronte alla prospettiva di ordini in calo, a meno che non riescano a riposizionarsi con successo.
Tuttavia, come sottolineano Cao Yang, professore presso NBTM New Materials Group Co., Ltd., e Qiu Yaohong, dottore presso You Need Enterprise Consulting Co., Ltd., in un’analisi recente, questa non è una storia di declino, ma di trasformazione. Sebbene l’elettrificazione riduca la domanda in alcuni settori, essa crea anche nuove vie di crescita. La chiave risiede nell’innovazione e nella diversificazione, due strategie che le principali aziende cinesi di MP stanno già adottando.
Una delle opportunità più promettenti si trova nei sistemi dei motori dei veicoli elettrici. I motori sincroni a magneti permanenti (PMSM), ampiamente utilizzati nei BEV, richiedono materiali compositi magnetici morbidi (SMC) che possono essere prodotti in modo efficiente mediante tecniche di metallurgia delle polveri. A differenza dei nuclei in acciaio laminato tradizionali, i materiali SMC offrono capacità di flusso magnetico tridimensionale, minori perdite per correnti parassite e una maggiore flessibilità di progettazione—vantaggi sempre più apprezzati nei motori elettrici ad alta efficienza.
Riconoscendo questa tendenza, NBTM New Materials Group, il più grande produttore cinese di componenti MP, ha ampliato strategicamente la sua offerta oltre i tradizionali componenti “pressati e sinterizzati”. L’azienda, che ha riportato un fatturato di componenti MP di 1,975 miliardi di RMB nel 2023, ha ottenuto nello stesso periodo 826 milioni di RMB con i materiali magnetici morbidi e 1,022 miliardi di RMB con i componenti ottenuti mediante stampaggio a iniezione di metallo (MIM). Questo portafoglio diversificato riflette una transizione deliberata verso segmenti ad alta tecnologia e ad alto tasso di crescita, allineati allo sviluppo dei NEV.
Il percorso di NBTM verso i materiali SMC è iniziato nel 2010 con una ricerca interna ed è stato accelerato nel 2014 con l’acquisizione di un’azienda specializzata in SMC. L’ingresso nel settore MIM è avvenuto nel 2019 attraverso l’acquisizione di Shanghai Future Hi-Tech Co., Ltd. Queste mosse hanno permesso all’azienda di fornire componenti avanzati per motori di veicoli elettrici, sensori e unità di controllo elettronico—aree in cui la MP tradizionale da sola non sarebbe sufficiente.
Altri attori importanti stanno seguendo percorsi simili. Yangzhou BLD, Jiangsu Yingqiu Group e Chongqing Huafu hanno consolidato posizioni solide nei cuscinetti impregnati di olio, negli utensili elettrici e nei componenti automobilistici. Allo stesso tempo, aziende emergenti come Yangzhou Haichang New Materials sono cresciute rapidamente concentrandosi su mercati di nicchia—le sue vendite di 225 milioni di RMB nel 2023 sono state principalmente trainate dalla domanda del settore degli utensili elettrici, che continua ad adottare componenti MP per la loro durata e precisione.
Oltre ai motori, le tecnologie MP stanno trovando applicazioni nei sistemi di gestione termica, nei caricabatterie a bordo e persino nelle strutture delle batterie. Lo stampaggio a iniezione di metallo, ad esempio, viene utilizzato per produrre alloggiamenti per sensori e connettori complessi che richiedono un’elevata precisione dimensionale e resistenza alla corrosione. La produzione additiva (AM), sebbene ancora in fasi iniziali, sta trovando spazio per la prototipazione e per componenti di basso volume ma di alta complessità nelle piattaforme EV di prossima generazione.
La spinta verso prestazioni superiori sta anche stimolando l’innovazione tecnica all’interno dei processi tradizionali di MP. I produttori cinesi stanno investendo in tecniche avanzate di densificazione per migliorare le proprietà meccaniche ed espandere i confini delle applicazioni. La tecnologia di lubrificazione della parete dello stampo, ad esempio, ha permesso ai componenti a base di ferro di raggiungere densità superiori a 7,5 g/cm³—avvicinandosi ai livelli di prestazione degli acciai forgiati. I processi di densificazione superficiale vengono applicati ai denti degli ingranaggi e alle superfici dei cuscinetti per migliorare la resistenza all’usura e la vita a fatica, rendendo i componenti MP idonei per applicazioni più impegnative.
Questi progressi non sono limitati al settore automobilistico. Le stesse tecnologie vengono sfruttate negli elettrodomestici, in particolare nei compressori per refrigerazione, dove contrappesi e piastre valvole in MP sono critici per l’efficienza e la riduzione del rumore. Nei macchinari per l’edilizia e agricoli, i componenti idraulici in MP ad alta pressione stanno sostituendo i pezzi fusi o lavorati meccanicamente grazie al loro superiore rapporto resistenza-peso e alla resistenza alle perdite. Anche nei sistemi di energia rinnovabile—come turbine eoliche e meccanismi di inseguimento solare—i componenti in MP stanno assumendo un ruolo sempre più importante.
Ciò che distingue la Cina è la velocità e la scala con cui la sua industria MP si sta adattando. A differenza dell’Europa o del Nord America, dove lo sviluppo dell’MP è stato incrementale per decenni, l’industria cinese è maturata rapidamente in soli 30 anni. Questa crescita recente ha instillato una cultura di agilità tra i produttori cinesi, abituati a navigare mercati volatili e domande in continua evoluzione.
Il solido mercato interno del paese, l’estesa infrastruttura della catena di approvvigionamento e l’accesso ai mercati dei capitali rafforzano ulteriormente la sua capacità di rispondere al cambiamento. Il finanziamento da venture capital, le acquisizioni strategiche e il sostegno governativo alla produzione avanzata hanno creato un ecosistema in cui l’innovazione può essere rapidamente commercializzata. Questo ambiente dinamico consente alle aziende di sperimentare con nuovi materiali, processi e modelli di business—trasformando le sfide in opportunità.
Tuttavia, la strada da percorrere non è priva di ostacoli. La transizione verso la mobilità elettrica richiede più di semplici nuovi prodotti; esige una ripensamento fondamentale delle proposte di valore. I fornitori MP devono evolvere da semplici fornitori di componenti a partner di ingegneria in grado di sviluppare soluzioni congiuntamente con i produttori automobilistici e i fornitori di primo livello. Questo cambiamento richiede una competenza tecnica più profonda, capacità di R&S più solide e maggiori investimenti in strumenti digitali come simulazione, modellazione predittiva e automazione dei processi.
Inoltre, la concorrenza globale rimane intensa. Sebbene le aziende cinesi abbiano compiuto progressi significativi, i leader internazionali dell’MP mantengono vantaggi in alcune applicazioni di fascia alta, in particolare nei settori aerospaziale, medico e premium automobilistico. Per competere a livello globale, le aziende cinesi devono non solo eguagliare le prestazioni tecniche, ma anche dimostrare affidabilità, coerenza e sostenibilità nelle loro operazioni.
La sostenibilità, in effetti, sta diventando un fattore distintivo cruciale. La metallurgia delle polveri, per sua natura, è un processo efficiente dal punto di vista delle risorse con scarti di materiale minimi—tipicamente inferiori al 5% rispetto al 50% della lavorazione meccanica. Questo vantaggio intrinseco si allinea bene agli obiettivi ambientali della rivoluzione EV. Tuttavia, per sfruttare appieno questo potenziale, le aziende MP devono affrontare anche l’impronta di carbonio delle loro materie prime, fonti energetiche e logistica.
Alcune aziende lungimiranti stanno già adottando principi di economia circolare—riciclando polveri di scarto, ottimizzando l’uso energetico dei forni e approvvigionandosi di elettricità verde. Altre stanno esplorando materiali alternativi, come polveri di acciaio riciclato o compositi leggeri a base di alluminio, per soddisfare le esigenze di riduzione del peso dei veicoli elettrici.
Guardando al futuro, il destino dell’industria cinese della metallurgia delle polveri sarà probabilmente determinato dalla sua capacità di bilanciare specializzazione e diversificazione. Sebbene l’automotive rimarrà un mercato centrale, la sua composizione continuerà a evolversi. Le aziende più di successo saranno quelle in grado di servire più settori ad alta crescita—dalla mobilità elettrica e le energie rinnovabili all’elettronica di consumo e l’automazione industriale.
La collaborazione giocherà un ruolo cruciale. Come sottolineano Cao e Qiu, mantenere uno scambio internazionale aperto e una cooperazione nello sviluppo tecnologico è essenziale per un progresso sostenibile. Tendenze isolazionistiche o politiche protezionistiche potrebbero ostacolare l’accesso alla ricerca all’avanguardia e alle migliori pratiche globali. Al contrario, un approccio collaborativo—che combini la scala produttiva della Cina con l’innovazione globale—offre la strada migliore per il futuro.
In conclusione, l’elettrificazione dei trasporti non è la fine dell’industria della metallurgia delle polveri in Cina; è un catalizzatore per la reinvenzione. Il declino del motore a combustione interna non segna la fine per l’MP—indica un cambiamento di focus. La risposta dell’industria finora è stata proattiva, innovativa e strategicamente diversificata. Con una solida base di eccellenza manifatturiera, una cultura dell’adattabilità e una visione chiara del futuro, il settore dell’MP cinese è ben posizionato non solo per sopravvivere alla transizione automobilistica, ma per prosperare al suo interno.
Mentre i veicoli a nuova energia ridefiniscono la mobilità, la metallurgia delle polveri si sta silenziosamente reinventando—dimostrando ancora una volta che nel mondo dei materiali avanzati, la resilienza non si forgi solo con calore e pressione, ma anche con visione e lungimiranza.
Cao Yang, NBTM New Materials Group Co., Ltd.; Qiu Yaohong, You Need Enterprise Consulting Co., Ltd. Pubblicato su Powder Metallurgy Technology, DOI: 10.19591/j.cnki.cn11-1974/tf.2023060007