Elektromobilität verändert Chinas Pulvermetallurgie
Die Automobilindustrie befindet sich weltweit in einem tiefgreifenden Wandel, und China steht an vorderster Front dieser Transformation. Mit dem rasanten Aufstieg der Elektromobilität – angetrieben durch politische Förderung, technologische Fortschritte und eine wachsende Nachfrage nach nachhaltigen Verkehrslösungen – verändert sich nicht nur die Zusammensetzung der Fahrzeuge auf den Straßen, sondern auch die gesamte industrielle Wertschöpfungskette. Eine Branche, die besonders stark von diesen Veränderungen betroffen ist, ist die Pulvermetallurgie. Jahrzehntelang war diese Technologie eng mit der Produktion von Bauteilen für Verbrennungsmotoren verknüpft. Doch mit dem Rückgang der Nachfrage nach klassischen Motoren und Getrieben steht die Pulvermetallurgie vor einer existenziellen Herausforderung – und zugleich vor einer beispiellosen Chance zur Neuausrichtung.
China hat sich in den letzten 30 Jahren zu einem globalen Zentrum der Pulvermetallurgie entwickelt. Die Branche ist heute nicht nur durch ihre Größe, sondern auch durch ihre technologische Reife und Vielfalt gekennzeichnet. Laut Daten des China Powder Metallurgy Branch of China Machinery General Parts Industry Association (CMPMA) erreichte der Gesamtumsatz der Mitgliedsunternehmen im Jahr 2023 beeindruckende 97,1 Milliarden RMB. Davon entfielen über 76,6 Milliarden RMB auf klassische Pulvermetallurgie-Bauteile, was einem Wachstum von 5,7 % gegenüber dem Vorjahr entspricht. Dieses Wachstum ist vor allem auf die gestiegene Nachfrage aus der Automobilindustrie zurückzuführen, die um über 15,4 % zulegte. Die Automobilindustrie bleibt mit einem Anteil von 55,4 % der größte Absatzmarkt für Pulvermetallurgie-Bauteile in China, gefolgt von Haushaltsgeräten (19,5 %), Baumaschinen (7,7 %) und Elektrowerkzeugen (6,4 %). Diese Diversität der Anwendungen unterstreicht die strategische Bedeutung der Pulvermetallurgie für die chinesische Industrie.
Doch die Dynamik des Marktes verändert sich grundlegend. Die Verkäufe von neuen Energiefahrzeugen (NEVs), darunter batterieelektrische Fahrzeuge (BEVs), Plug-in-Hybride (PHEVs) und Brennstoffzellenfahrzeuge (FCEVs), erreichten im Jahr 2023 insgesamt 9,495 Millionen Einheiten und machten damit 31,6 % des gesamten Automobilmarktes aus. Besonders bemerkenswert ist der Anstieg im vierten Quartal, als die Verkäufe von NEVs erstmals über 3,1 Millionen Einheiten pro Quartal lagen. Dieser Wachstumsschub ist das Ergebnis einer erfolgreichen staatlichen Förderpolitik, der kontinuierlichen Verbesserung der Reichweite und der raschen Ausweitung der Ladeinfrastruktur.
Für die Pulvermetallurgie-Branche bedeutet diese Entwicklung jedoch eine fundamentale Umwälzung. Ein klassisches Fahrzeug mit Verbrennungsmotor enthält typischerweise zwischen 10 und 20 Kilogramm Pulvermetallurgie-Bauteile. Diese finden sich vor allem in Motoren und Getrieben – in Form von Zahnrädern, Kettenrädern, Kolbenbolzen, Pleuelstangen und verschiedenen strukturellen Komponenten. Die Vorteile der Pulvermetallurgie – wie Materialeffizienz, nahezu nettoformnahe Fertigung, geringer Bearbeitungsaufwand und die Möglichkeit zur Herstellung komplexer Geometrien – haben sie zu einer Schlüsseltechnologie für die Massenproduktion gemacht. Im Gegensatz dazu benötigen batterieelektrische Fahrzeuge erheblich weniger solcher Bauteile. Schätzungen zufolge kommen BEVs mit nur noch 3 bis 5 Kilogramm klassischer Pulvermetallurgie aus, da der komplex aufgebaute Verbrennungsmotor und das mehrstufige Getriebe durch einen einfacheren Elektromotor und ein einstufiges Untersetzungsgetriebe ersetzt werden.
Diese Reduzierung der Bauteilanzahl könnte auf den ersten Blick als Bedrohung erscheinen. Doch Experten wie Prof. Yang Cao von der NBTM New Materials Group und Dr. Yaohong Qiu von You Need Enterprise Consulting sehen in der Elektrifizierung nicht das Ende, sondern den Beginn einer neuen Ära für die Pulvermetallurgie. Die Herausforderung liegt nicht im Rückgang der Nachfrage, sondern in ihrer Verlagerung. Die Branche muss sich nicht nur anpassen, sondern aktiv neue Anwendungsfelder erschließen und innovative Materialien und Fertigungsverfahren entwickeln, die den Anforderungen der Elektromobilität gerecht werden.
Ein besonders vielversprechendes Feld ist die Entwicklung von weichmagnetischen Verbundwerkstoffen (Soft Magnetic Composites, SMC). Traditionelle Elektromotoren verwenden laminierter Stahl für Stator- und Rotorkerne, um Wirbelstromverluste zu minimieren. SMC-Materialien, die mittels Pulvermetallurgie hergestellt werden, bieten entscheidende Vorteile: Sie ermöglichen dreidimensionale magnetische Flusswege, reduzieren Wirbelstromverluste noch effektiver und verbessern die Wärmeableitung. Dies führt zu kompakteren, effizienteren und leistungsfähigeren Motoren – genau die Eigenschaften, die für die nächste Generation von Elektrofahrzeugen entscheidend sind. NBTM New Materials Group, Chinas führender Hersteller von Pulvermetallurgie-Bauteilen, hat bereits frühzeitig in diesen Bereich investiert. Im Jahr 2023 erzielte das Unternehmen mit SMC-Produkten einen Umsatz von 826 Millionen RMB, was die wachsende Marktreife und Akzeptanz dieser Technologie unterstreicht.
Ein weiterer Wachstumsmarkt ist das Metallpulverspritzgussverfahren (Metal Injection Molding, MIM). MIM ermöglicht die Herstellung von kleinen, komplexen und hochpräzisen Bauteilen, die mit herkömmlichen Verfahren nur schwer oder zu hohen Kosten herzustellen wären. In Elektrofahrzeugen finden MIM-Bauteile zunehmend Anwendung in Batteriemanagementsystemen, Sensorenhäusungen, Ladeanschlüssen und verschiedenen elektronischen Komponenten. NBTM stieg 2019 mit der Übernahme von Shanghai Future Hi-Tech Co., Ltd. strategisch in diesen Sektor ein. Bis 2023 hatte der Umsatz mit MIM-Produkten die Marke von 1,022 Milliarden RMB überschritten, was die erfolgreiche Diversifizierung des Unternehmens zeigt.
Die Diversifizierung chinesischer Pulvermetallurgie-Unternehmen beschränkt sich jedoch nicht nur auf die Elektromobilität. Angesichts der breiten Anwendungsmöglichkeiten der Technologie expandieren führende Unternehmen in benachbarte Hochtechnologiesektoren. Pulvermetallurgie-Bauteile werden heute in Wechselrichtern für Photovoltaikanlagen, in Aktuatoren für Windkraftanlagen und in der Infrastruktur für 5G-Netze eingesetzt. Die Fähigkeit, Bauteile mit maßgeschneiderten Materialeigenschaften und hoher Präzision herzustellen, verschafft der Pulvermetallurgie in diesen Bereichen einen klaren Wettbewerbsvorteil, wo Zuverlässigkeit, Effizienz und Kosteneffektivität entscheidend sind.
Neben der Produktdiversifizierung spielt auch die Weiterentwicklung der Fertigungsprozesse eine zentrale Rolle. Technologien wie die Matrizenwand-Schmierung und die Oberflächenverdichtung ermöglichen die Herstellung von Bauteilen mit Dichten von über 7,5 g/cm³ – und das ohne aufwendige Nachbearbeitungsschritte wie Sintern oder heißisostatisches Pressen. Solche hochdichten Bauteile weisen eine deutlich verbesserte mechanische Festigkeit, Verschleißfestigkeit und Ermüdungsbeständigkeit auf, was sie für anspruchsvollere Anwendungen in Hybrid- und Elektroantrieben qualifiziert.
Zudem eröffnet die Integration additiver Fertigung (AM), also des Metall-3D-Drucks, neue Horizonte. Obwohl AM in der Pulvermetallurgie-Industrie noch in den Kinderschuhen steckt, wird es bereits für Prototypen, Kleinserien und maßgeschneiderte Hochleistungskomponenten erforscht. Einige chinesische Unternehmen experimentieren bereits mit AM, um leichtgewichtige Strukturbauteile, Wärmetauscher oder gar Motorpole mit optimierten magnetischen Pfaden zu produzieren. Diese Synergien zwischen traditioneller Pulvermetallurgie und moderner additiver Fertigung könnten in Zukunft neue Nischen erobern.
Trotz dieser vielversprechenden Entwicklungen stehen die Unternehmen vor erheblichen Herausforderungen. Eine der größten ist die Fragmentierung der Branche. Während CMPMA etwa 50 Mitgliedsunternehmen zählt, schätzen andere Quellen, dass es über 660 Pulvermetallurgie-Hersteller in China gibt. Viele davon sind kleine und mittlere Unternehmen (KMU), die über begrenzte Forschungs- und Entwicklungsressourcen verfügen und anfälliger für Marktfluktuationen sind. Diese Fragmentierung kann zu ungleichmäßigen Qualitätsstandards und einer eingeschränkten Innovationskraft führen.
Ein weiteres Problem ist die Abhängigkeit von der Lieferkette. Obwohl China ein großer Produzent von Eisen- und Legierungspulvern ist, besteht weiterhin eine Abhängigkeit von importierten Hochleistungspulvern, insbesondere für anspruchsvolle Anwendungen in der Luftfahrt, Medizintechnik oder Premium-Automobilindustrie. Der Aufbau einer leistungsfähigen heimischen Versorgung mit Spezialpulvern, wie kugelförmigen Metallpulvern für MIM und AM, ist daher entscheidend für die langfristige Wettbewerbsfähigkeit.
Die Geschwindigkeit der technologischen Entwicklung in der Elektromobilität erfordert zudem eine hohe Agilität. Batteriearchitekturen, Motorkonzepte und Fahrzeugplattformen entwickeln sich rasant weiter. Dies erfordert von den Zulieferern eine ebenso schnelle Anpassungsfähigkeit. Unternehmen, die frühzeitig in die Entwicklungsphase neuer Elektrofahrzeuge eingebunden werden und eng mit den Automobilherstellern (OEMs) zusammenarbeiten, werden gegenüber reaktiven Lieferanten einen entscheidenden Vorteil haben. Dies erfordert Investitionen in digitale Engineering-Tools, Echtzeit-Datenanalyse und ein kollaboratives Entwicklungsmodell.
Die politische Unterstützung durch die chinesische Regierung bleibt ein entscheidender Treiber. Subventionen, massive Investitionen in Ladeinfrastruktur und klare regulatorische Vorgaben haben den Markt für NEVs maßgeblich geprägt. Diese staatliche Förderung schafft nicht nur Marktvolumen, sondern auch Druck auf die Zulieferindustrie, sich an die nationalen Ziele für Energieunabhängigkeit und technologische Souveränität anzupassen.
Führende Unternehmen reagieren mit strategischer Weitsicht. NBTM setzt auf eine diversifizierte Geschäftsstruktur, die klassische Pulvermetallurgie, MIM, SMC und Pulverschmieden umfasst. Diese Multi-Technologie-Strategie reduziert das Risiko und erhöht die Resilienz gegenüber Branchenschwankungen. Andere große Player wie Yangzhou Polyt, Jiangsu Yingqiu Group und Chongqing Huafu verfolgen ähnliche Ansätze und investieren gezielt in neue Technologien und angrenzende Märkte.
Yangzhou Polyt, bekannt für seine ölgetränkten Lager und Komponenten für Elektrowerkzeuge, hat seine Position in der Automobilzulieferkette gefestigt und gleichzeitig neue Chancen in der industriellen Automatisierung erschlossen. Jiangsu Yingqiu Group konzentriert sich auf die Verbesserung ihrer Materialkompetenz, um Anwendungen in Hochleistungsmotoren zu bedienen. Gleichzeitig zeigen aufstrebende Unternehmen wie Yangzhou Haichang New Materials ein beeindruckendes Wachstum, indem sie sich auf Nischenmärkte spezialisieren – Haichang erzielte 2023 einen Umsatz von 225 Millionen RMB, hauptsächlich im Bereich Elektrowerkzeuge.
Der Exportmarkt bietet weiteres Wachstumspotenzial. Laut CMPMA werden etwa 17 % der chinesischen Pulvermetallurgie-Bauteile exportiert, was auf eine noch nicht ausgeschöpfte internationale Reichweite hindeutet. Wenn internationale Automobilhersteller ihre Elektrifizierungsstrategien beschleunigen, könnten chinesische Zulieferer mit bewährter Qualität, Kostenvorteilen und technischem Know-how zu wichtigen Partnern in globalen Lieferketten werden. Dies setzt jedoch die Einhaltung internationaler Standards, robuste Qualitätsmanagementsysteme und eine aktive Beteiligung an globalen Brancheninitiativen voraus.
Die Zukunft der chinesischen Pulvermetallurgie-Industrie wird davon abhängen, wie gut sie Kontinuität mit Veränderung verbinden kann. Der Rückgang der Verbrennungsmotoren mag die Nachfrage nach bestimmten Bauteilen verringern, doch die Aufwärtsentwicklung der elektrifizierten und intelligenten Mobilität schafft neue Möglichkeiten. Die Prinzipien, die die Pulvermetallurgie für Verbrennungsmotoren attraktiv machten – Materialeffizienz, Designflexibilität und Skalierbarkeit – sind auch in der Ära der Elektromobilität gültig, werden aber auf andere Komponenten und Systeme angewendet.
Einige Analysten argumentieren sogar, dass der Gesamtwert der Pulvermetallurgie-Bauteile pro Fahrzeug langfristig steigen könnte, selbst wenn das Gewicht sinkt. Hochleistungs-SMCs, präzise MIM-Komponenten und fortschrittliche strukturelle Bauteile könnten höhere Preise erzielen, da sie aufwendigere Fertigungsverfahren und spezialisierte Funktionen erfordern. Zudem wird mit der zunehmenden Vernetzung und Digitalisierung von Fahrzeugen die Nachfrage nach miniaturisierten, zuverlässigen Bauteilen weiter steigen – ein weiteres Feld, auf dem die Pulvermetallurgie ihre Stärken ausspielen kann.
Das breite industrielle Ökosystem Chinas bietet eine solide Grundlage für diese Transformation. Das Land verfügt über eine umfassende Fertigungsinfrastruktur, eine große Zahl an ingenieurtechnischem Personal und steigende Investitionen in Forschung und Entwicklung. Regierungsinitiativen wie „Made in China 2025“ und die Strategie der „doppelten Zirkulation“ unterstützen zudem gezielt die Entwicklung von Hochleistungswerkstoffen und fortschrittlichen Fertigungstechnologien.
Die Zusammenarbeit zwischen Industrie, Wissenschaft und Forschungseinrichtungen wird entscheidend sein. Die Stärkung der Grundlagenforschung in Pulverwissenschaft, Sinterdynamik und Materialmodellierung kann neue Leistungsgrenzen eröffnen. Offener internationaler Austausch und Kooperation – anstelle von Isolation – werden sicherstellen, dass chinesische Unternehmen an der Spitze der globalen Innovation bleiben.
Letztlich ist die Elektrifizierung der Fahrzeuge keine Bedrohung für die Pulvermetallurgie, sondern ein Katalysator für ihre Transformation. Die Unternehmen, die erfolgreich sein werden, sind jene, die Veränderungen aktiv gestalten, in Innovation investieren und strategisch diversifizieren. Sie werden über den Motorraum hinausdenken und das breitere Potenzial pulverbasierter Technologien erkennen, um die Zukunft der Mobilität, der Energieversorgung und der digitalen Infrastruktur zu gestalten.
Während sich die Automobilwelt in Richtung einer saubereren, intelligenteren und vernetzteren Zukunft bewegt, erweist sich die Pulvermetallurgie – einst als reife, ja traditionelle Fertigungstechnologie angesehen – als relevanter denn je. In China wird diese Relevanz nicht dadurch bewahrt, dass man an der Vergangenheit festhält, sondern indem man eine neue industrielle Erzählung schreibt, die auf Anpassungsfähigkeit, technologischer Tiefe und Marktverständnis basiert.
Der Weg ist noch lang, aber die Richtung ist klar: Die Zukunft der Pulvermetallurgie in China geht nicht nur um die Herstellung von Bauteilen für Fahrzeuge – sie geht darum, die nächste Generation fortschrittlicher Ingenieurlösungen in mehreren wachstumsstarken Branchen zu ermöglichen.
Yang Cao, NBTM New Materials Group; Yaohong Qiu, You Need Enterprise Consulting. Veröffentlicht in Powder Metallurgy Technology, DOI: 10.19591/j.cnki.cn11-1974/tf.2023060007