La pressocolata in alluminio dalla prospettiva dell’Italia

La pressocolata è in una fase di crescita, con un ruolo decisivo di ricerca ed innovazione

di Mario Conserva

Il segmento della fonderia metalli è complessivamente a livello globale in un buono stato di salute, con differenze tra un’area mondiale e l’altra: la Cina appare dominatrice del mercato anche in questo comparto, l’India avrà una grossa crescita ed a farne le spese saranno i giapponesi ed i coreani che perderanno molte posizioni; nell’area NAFTA, si prevede un certo calo, nonostante il significativo processo di reindustrializzazione degli Stati Uniti, in Europa Occidentale dovrebbe proseguire la progressione sino al 2025, con qualche segno di declino del mercato già dal prossimo 2020. Guadagna ancora quote di mercato la Germania a spese dei principali storici competitori (Italia e Francia), mentre sta crescendo rapidamente la Polonia; ai bordi del vecchio continente sta crescendo bene anche l’Ucraina e si conferma molto solida la Turchia. L’analisi del settore italiano della fonderia getti riferita allo scorso anno evidenzia una netta condizione di recupero dei diversi comparti produttivi e decisamente più incoraggiante rispetto ai timidi segnali del 2016. Infatti, dopo un 2016 deludente per le fonderie di metalli ferrosi, la ripresa già evidente per le leghe leggere, si è allargata consentendo anche al comparto dei metalli non ferrosi di beneficiare di un ritmo di crescita ancora più dinamico di quanto già sperimentato negli ultimi 4 anni. Questa fase di risalita ha quindi leggermente modificato la tendenza alla divaricazione delle performance settoriali evidenziata negli ultimi anni tra il comparto dei metalli non ferrosi e quello dei ferrosi, comunque all’interno di quest’ultimo persiste una condizione di forte debolezza in particolare per il segmento delle fonderie di acciaio.

Le statistiche delle produzioni
La produzione complessiva di getti lo scorso anno ha infatti raggiunto 2.236.843 tonnellate per un fatturato pari a 7 miliardi di Euro, cresciuto quindi più dell’output produttivo in termini di volumi, +8.6% il primo e +7.1% le tonnellate realizzate. Il miglioramento emerge su più fronti con un buon slancio dell’export, cresciuto in valore del +4% e in volumi del +7%sui getti ferrosi , ma la spinta più decisiva è derivata dal generale miglioramento della domanda interna. La crescita maggiore (+7.8%) è stata registrata nella produzione dei getti di ghisa, seguita molto da vicino dall’ottima performance dei metalli non ferrosi con un output salito del 7.4%, un’altra decisa accelerazione produttiva nettamente superiore al ritmo medio di crescita di circa il 4% registrato negli ultimi 3 anni. Con questo eccellente risultato, il comparto è ritornato ad un valore di produzione superiore ad un milione di tonnellate di getti, livello riconquistato dopo la profonda recessione del biennio 2008-2009. In termini di destinazione finale, risulta decisivo il ruolo della produzione di getti destinati all’automotive, che continua a mostrare risultati superiori alla media del periodo confermandosi settore trainante.

I getti in alluminio in Italia e il peso della pressocolata
Il trend globale di crescita ha coinvolto tutti i segmenti dei metalli non ferrosi, ma il contributo maggiore, dato il suo peso relativo sulla produzione complessiva italiana (85%), è riconducibile all’incremento registrato dai getti di alluminio pari a +7.4% rispetto al 2016 ed ad un ritorno oltre quota 800 mila tonnellate, secondo in Europa solo alla Germania che ha superato 1,1 milioni di tonnellate (Tabella 1). A livello europeo notevole il buon comportamento della Polonia che si colloca in terza posizione con oltre 370 mila t di getti di alluminio prodotti nel 2017. Buona in Italia anche la performance dei getti di ottone, bronzo e leghe di rame cresciuti del +7.5%; leggermente in frenata il ritmo espansivo dei getti di zinco e leghe che hanno conseguito un aumento del +2.2%; infine i getti di magnesio hanno fatto registrare un aumento pari a +8.4%. I volumi complessivamente realizzati di getti non ferrosi sono stati infatti pari a 1.000.095 tonnellate di cui appunto 826.380 tonnellate di alluminio, 72.007 tonnellate di zinco e leghe, 71.007 tonnellate di leghe di ottone, bronzo ed altre leghe di rame, 8.001 tonnellate di magnesio ed altri metalli non ferrosi per 700 tonnellate. Rilevante e in linea con le aspettative è la quota percentuale di getti pressocolati, valutati in oltre il 75%% del totale prodotto. Il segmento automotive ha assorbito come di consueto il 57% della produzione di getti non ferrosi e anche nel 2017 si è confermato il più importante driver della Fonderia di metalli non ferrosi generando una crescita tendenziale dei getti destinati a tale settore di +8%. Si tratta anche in questo caso della conferma di un solido trend positivo dell’industria automotive nel suo complesso (autoveicoli, motori, carrozzerie, componenti), iniziato a fine 2014 e ancora con segni di crescita per l’anno in corso.
In sostanza, lo scenario del comparto è nettamente dominato dalla domanda proveniente dall’automobile e dai trasporti in genere, con richieste di pezzi sempre più qualitativi, di maggiori dimensioni e peso contenuto, con ottime caratteristiche meccaniche per utilizzi strutturali. Oltre alla straordinaria sofisticazione del ciclo produttivo cui accenneremo anche in seguito, ciò ha portato alla domanda di presse con potenza di 5000-5500 tonnellate, un vero passo da gigante rispetto alla situazione di solo pochi anni addietro.
Comunque non solo automotive, perché nel 2017 anche gli altri settori committenti hanno alimentato positivamente la produzione di getti non ferrosi, tra i più importanti l’edilizia, dove si è avuto un’interessante crescita del 4.2%, quindi i beni durevoli e l’ingegneria elettrica, che hanno fatto registrare una crescita rispetto all’anno precedente nell’ordine di 3.8% e dell’1%. Infine, l’ascesa dei volumi destinati all’industria della meccanica è stata pari a +4%.

Il ruolo di ricerca e innovazione
L’economia è in ripresa, trainata fortemente dall’automotive; le fonderie di pressocolata hanno decisamente registrato prima di altri settori il cambiamento che sta avvenendo nello scenario nazionale e internazionale; questa, ad ogni modo, è stata la sensazione percepita nel corso degli ultimi anni, e questo è un periodo eccellente per il settore. L’alluminio sembra vivere una seconda primavera, prevalentemente a causa di un aumento nella domanda di getti, molti dei quali parti strutturali, da parte dell’automotive. Tutti gli OEM stanno cerando partner in grado di soddisfare l’accresciuta domanda di getti; stanno anche investendo in impianti di fonderia integrati, ma tutti cercano fornitori con maggior capacità produttiva. Anche furgoni, autobus e treni avranno più getti in alluminio come componenti, e come risultato, vediamo emergere molti nuovi progetti. Basti pensare all’evoluzione dei motori: da motori diesel a veicoli ibridi e completamente elettrici, motori e automobili completamente diversi, con diverse parti in alluminio. Probabilmente meno chili, ma parti più complesse e sottili e la domanda è se siamo pronti per questi cambiamenti.
In questo contesto, il mantenimento della posizione di leadership tecnologica è di grande importanza per l’industria delle fonderia dell’alluminio in Italia ed in Europa, ed in particolare nel segmento della pressocolata, sottoposta come detto a continue sollecitazioni dall’industria automobilistica che è il principale cliente finale; non solo persistono le pressioni rivolte alla riduzione del peso delle vetture e quelle create dalla E-Mobility che sta modificando in maniera significativa la catena di fornitura in particolar modo nell’apparato propulsore; oltre a questi problemi, le case costruttrici di autoveicoli richiedono infatti sia qualità certificata e stretta programmazione dei quantitativi, oltre che un servizio dai fornitori sempre più a misura delle loro esigenze, come le produzione in loco fuori dall’Europa e la necessità di essere vicino al cliente che significa per il fornitore investimenti e costi logistici. In questa situazione, è sicuramente indispensabile per il comparto guardare all’innovazione più spinta per restare competitivi, lavorando sulla crescente complessità della metallurgia dei materiali e la tendenza a fornire getti completamente lavorati. In realtà molti progetti di ricerca sono in corso presso numerose aziende italiane di produzione di macchine e di getti pressocolati, in collaborazione con le principali università più prestigiose, dai Politecnici di Milano e Torino agli Istituti Universitari di Brescia, Padova e Vicenza, Bergamo, Bologna, Modena e Ferrara, giusto per citare alcune delle più importanti istituzioni impegnate da tempo sulle tematiche dell’alluminio, seguendo in particolare due filoni di lavoro, sulle tecnologie di produzione e sul miglioramento metallurgico delle leghe di alluminio da utilizzare.

Getti pressocolati ad alte prestazioni
Per il primo punto va sottolineato in primo luogo il progetto “Thin-walled aluminium die casting”, per un’innovazione di processo/prodotto di ultima generazione nella tecnologia della pressocolata in alluminio, rivolta ad ottenere componenti con pareti molto sottili (obiettivo 1,8 mm rispetto a 2,5 mm) in una configurazione di forma quasi netta, per una significativa riduzione delle lavorazioni, e il risultato positivo della riduzione del peso e dell’ottimizzazione topologica grazie all’introduzione di anime, e/o inserti in schiuma metallica (A&L, n° 1/ 2017). Gli scopi principali di questi progetti sono legati al rafforzamento di un sistema industriale che permette di mantenere una solida presa sui segmenti industriali intensivi che in passato erano stato considerati “maturi”, con un contenuto produttivo che spesso era stato trasferito in paesi emergenti, con un impatto su tutto l’indotto (servizi, ingegnerizzazione, forniture, logistica, certificazioni) e sulle strutture dell’impiego. In molti casi il valore reale dei progetti, indipendentemente dal risultato finale, è la capacità di generare nella complessa filiera il giusto collegamento fra le soluzioni, grazie a un sistema integrato di aziende e a un approccio molto sinergico, che deriverà dalla presenza della necessaria competenza ingegneristica, di macchinari sperimentali, esperienza industriale e capacità produttiva.

La sfida di Industry 4.0
Un secondo importante filone di ricerca e sviluppo applicato alla pressocolata da parte degli operatori italiani del comparto è quello del raggiungimento dei requisiti di Industry 4.0 applicati al settore della pressocolata (A&L n°2 /2015; A&L n°2/ 2017; A&L n°3/ 2017); è una realtà concreta, il risultato di anni di sviluppo e ricerca rivolti a massimizzare l’efficienza dell’isola di pressocolata, con la pressa che costituiva indubbiamente il cuore pulsante dell’unità. Non si tratta di una rivoluzione, ma di un’evoluzione logica della buona tecnologia del passato: la digitalizzazione e l’interconnessione ora permettono un’elaborazione dei dati molto rapida e poco costosa. Anche in passato, nelle fonderie di pressocolata si raccoglievano i dati di produzione e di processo, ma questo avveniva empiricamente e soggettivamente e su periodi di tempo lunghi. Le decisioni erano spesso prese da chi aveva più potere e non si basavano su dati e tendenze delle deviazioni dai parametri di processo. La questione, in teoria, è molto semplice, ma il problema evidentemente è come trasporla nella pratica operativa. Per raggiungere l’obiettivo dell’isola intelligente, dobbiamo iniziare con un prodotto semplice, standard e affidabile, in modo da limitare le quantità di dati richiesti. Poi, la fase successiva è connettere alla pressa gli apparati ausiliari, forni, stampi, pannelli di controllo per la regolazione della temperatura e sistemi di lubrificazione degli stampi. Il controllo deve essere integrato nel pannello di controllo della pressa, creando così un hub per il mondo della Fonderia 4.0. L’ultimo passaggio consiste nel rendere la pressa intelligente, equipaggiandola con un sistema completo di sensori per un monitoraggio puntuale e continuo delle funzioni più importanti, che garantiscono qualità e la massima efficienza produttiva.

Le nuove leghe per la pressocolata
Molti altri temi di ricerca e sviluppo oltre a quelli accennati sono in questi ultimi anni nell’agenda dei principali operatori del settore della pressocolata in Italia, dai produttori di macchine alle fonderie, agli istituti di ricerca, agli utilizzatori finali, impossibile citarli tutti, vorrei solo accennare al tema metallurgico centrale che riguarda la messa a punto delle composizioni chimiche ottimali delle leghe di alluminio per la pressocolata. Nella recente storia delle leghe di alluminio sino a pochi decenni fa solo le leghe da trasformazione plastica per produrre estrusi o laminati erano oggetto di serie indagini metallurgiche, oggi anche le leghe per fonderia getti beneficiano dell’interesse dei produttori e dei metallurgisti. E’ un argomento centrale perché punta all’ottenimento di leghe per pressocolati economiche dal punto di vista della produzione, quindi realizzate con metallo di riciclo, ma allo stesso tempo facilmente colabili, adatte alla produzione di getti complessi, con spessori sottili, liberi da difetti, induribili con cicli termici poco complicati e in grado di garantire getti finali con buone proprietà resistenziali, con elevato grado di duttilità e con buoni valori di resistenza alla frattura (fracture thoughness). Come è noto, la messa a punto di nuove leghe è un argomento complesso perché il raggiungimento dell’obiettivo è legato a precise procedure di prove, controlli e certificazioni, quindi è prematuro parlare oggi di risultati concreti. E’ però certo che la grande quantità di progetti di ricerca in corso presso le aziende e le Università italiane su questo soggetto porteranno nei prossimi anni a un sostanziale arricchimento di conoscenze per aprire nuovi impieghi ai getti pressocolati.
Importante infine ricordare il lancio a Brescia da parte di AQM e CSMT alcuni anni fa di due rilevanti iniziative didattiche, la High Pressure Die Casting School e la Low Pressure Die Casting School, per soddisfare il bisogno di ricambio generazionale nei ruoli tecnici ed organizzativi strategici delle fonderie di pressocolata, colmando il vuoto formativo dei percorsi scolastici e universitari tradizionali e stimolando il confronto tra il mondo della produzione e la progettazione. E’ chiaro che con questa iniziativa le imprese italiane del settore e tutte quelle collegate con la lavorazione, trasformazione ed impiego dei getti pressocolati possono trovare nella nuova scuola un catalizzatore per favorire l’innovazione a vantaggio della competitività del Paese, oltre a un percorso di formazione per i futuri responsabili dei processi chiave, contemplando le esigenze tecnico-produttive calate all’interno del contesto dei requisiti gestionali e normativi.
La conclusione è che nella percezione del mercato italiano ci sono minacce ma anche molte opportunità per gli operatori della fonderia getti soprattutto grazie alla crescita della domanda di particolari in leghe leggere e componenti per l’industria dell’automotive nel mercato globale. In effetti le applicazioni dell’alluminio si stanno moltiplicando e tutti gli OEM da anni riprogettano i veicoli per soddisfare i nuovi severi standard per le emissioni di CO2. Non solo cerchi in alluminio, parti del motore e delle trasmissioni, ma anche componenti delle sospensioni, parti strutturali della carrozzeria, telai dei sedili e delle portiere saranno di uso comune nei prossimi anni.
La risposta degli operatori italiani del comparto è stata chiara con una decisa impennata nelle attività di ricerca e sviluppo in collaborazione con molte università italiane, molti buoni risultati sono già stati ottenuti, altri se ne attendono negli anni futuri per un consolidamento ottimale del settore.

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