Reimaginarea Materialelor Magnetice: Cum AML Provoacă Statu Quo-ul Pământurilor Rare
De zeci de ani, magneții permanenți au fost una dintre cele mai puțin contestate verigi din lanțul de aprovizionare cu electrificare. Producătorii de motoare au cumpărat magneți bloc, au proiectat în jurul lor și au acceptat un sistem dominat de aliajele sinterizate de neodim-fier-bor (NdFeB) – și de China. Această complacere este din ce în ce mai pusă sub semnul întrebării, deoarece startup-urile tehnologice împing limitele posibilității.
Advanced Magnet Lab (AML), cu sediul în Florida, se numără printre un grup mic, dar în creștere de companii care susțin că industria magneților permanenți a fost constrânsă nu numai de geopolitică, ci și de ortodoxia producției.
În loc să concureze direct cu producătorii chinezi de mega-scară, compania adoptă o cale diferită: reproiectarea materialelor din magneții permanenți, care sunt cruciali pentru decarbonizare, alimentând motoarele vehiculelor electrice (EV), turbinele eoliene și automatizarea industrială.
Compania a început în fizica energiilor înalte, dezvoltând tehnologii supraconductoare și magnetice pentru acceleratoare de particule. În 2008, s-a orientat spre supraconductivitate pentru producerea și transmiterea de energie, înainte de a întâmpina o problemă familiară: piața se materializa lent.
Până la mijlocul anilor 2010, compania a identificat o nouă oportunitate – magneții permanenți – dar a abordat-o dintr-un unghi neconvențional. Bazându-se pe experiența în producerea de sârmă supraconductoare, Magnet Lab a dezvoltat un proces de fabricație a magneților care seamănă mai puțin cu tehnicile tradiționale de presare și sinterizare și mai mult cu producția continuă de sârmă.
„Am venit cu un concept pentru producerea de magneți permanenți într-un proces foarte similar cu modul în care produci sârmă supraconductoare”, a declarat CEO Wade Senti pentru MINING.com într-un interviu din decembrie.
Producția tradițională de magneți sinterizați este intensivă în capital, constrânsă de proprietate intelectuală și foarte sensibilă la costurile materiilor prime, care pot reprezenta 60-70% din prețul total al magneților, a menționat Senti. Din punct de vedere istoric, acest lucru a lăsat puțin loc pentru materiale alternative sau noi intrați.
Când Magnet Lab și-a depus brevetele de bază în jurul anilor 2015-2016, mediul era foarte diferit de cel de astăzi. Războiul comercial, șocurile lanțului de aprovizionare și stimulentele de relocare care domină acum discuțiile politice nu existau încă.
„La acel moment, ar fi fost foarte dificil să faci industria să adopte magneți fabricați în SUA în afara Chinei din cauza prețului”, a spus Senti. „Deci întrebarea era: cum reducem pașii, încercăm materiale diferite și totuși creăm o piață viabilă?”
Echipa și-a îndreptat apoi atenția către flexibilitatea materialelor. În loc să își ancoreze afacerea exclusiv pe NdFeB, Magnet Lab a dezvoltat magneți pe bază de nitrură de samariu, mangan-bismut și anumite compoziții de NdFeB adaptate aplicațiilor specifice. Multe dintre aceste materiale sunt slab potrivite pentru sinterizarea convențională, dar funcționează bine în procesul Magnet Lab, a spus Senti.
Spre deosebire de unele speranțe occidentale de magneți care urmăresc ambiții de 10.000 de tone pe an, Magnet Lab vizează în mod deliberat piețe mai mici, cu valoare mai mare.
„Aceasta nu este o problemă de 10.000 de tone metrice pe an”, a spus Senti. „Aceasta este o problemă de 100 de tone metrice pe an.”
Compania funcționează în prezent la scară pilot, cu planuri de a crește selectiv producția. Magneții cu nitrură de samariu se extind cel mai rapid, iar magneții cu mangan-bismut intră în calificare cu OEM-urile de motoare, iar producția de NdFeB se extinde la mai multe zile pe săptămână, în principal pentru aplicații de apărare și specialitate.
Deși magneții Magnet Lab pot fi utilizați în motoarele EV, compania vede cea mai mare oportunitate pe termen scurt în motoarele și generatoarele industriale – un segment masiv, dar adesea trecut cu vederea al electrificării.
Proiectanții de motoare, spune compania, au fost constrânși de zeci de ani de dependență de magneți bloc. Geometriile și materialele alternative ar putea permite cicluri de dezvoltare mai rapide, noi arhitecturi de motoare și o mai mare rezistență la șocurile de aprovizionare.
„Există o deschidere tot mai mare pe piața motoarelor”, a spus Senti. „Oamenii încep să realizeze că au fost limitați de modul în care sunt fabricați și furnizați magneții.”
În ciuda concentrării sale pe producția din SUA, Magnet Lab este sincer cu privire la realitățile lanțului de aprovizionare. Materiile prime provin dintr-un amestec de furnizori americani și japonezi, iar China rămâne dificil de evitat pe deplin.
„Oamenilor le place să vorbească despre ieșirea din China, dar este pe deplin fezabil? Probabil că nu în această viață”, a spus Senti, menționând că chiar și minerii își pierd adesea vizibilitatea odată ce concentratele părăsesc locațiile lor.
Ceea ce se schimbă, a spus el, este comportamentul clienților. OEM-urile cer din ce în ce mai mult trasabilitate în întregul lanț de aprovizionare și sunt dispuse să plătească prime – uneori 10-20 de dolari pe kilogram – pentru aprovizionare diversificată și expunere geopolitică redusă.
O altă observație din punctul de vedere al Magnet Lab este lipsa echipamentelor de fabricare a magneților. Termenele de livrare de 14 până la 20 de luni devin comune, chiar și pe măsură ce zeci de proiecte de magneți se grăbesc să se extindă. Asta a ridicat întrebări inconfortabile pentru furnizorii de echipamente înșiși: este creșterea actuală a cererii un ciclu pe termen scurt sau o schimbare structurală?
„Până când va ajunge o parte din acest echipament, piața s-ar putea să se fi schimbat deja”, a subliniat Senti
Magnet Lab se așteaptă ca începutul anului 2026 să marcheze o fază comercială mai vizibilă, inclusiv anunțuri strategice ale furnizorilor și o implicare sporită cu OEM-urile.
Pentru o industrie tratată mult timp ca o notă de subsol de mărfuri, magneții permanenți primesc în sfârșit o atenție susținută – iar companiile precum Magnet Lab pariază că regândirea modului în care sunt fabricați magneții ar putea conta la fel de mult ca locul în care sunt fabricați.
Săptămâna aceasta, vicepreședintele SUA a anunțat că va colabora cu Uniunea Europeană, Japonia și Mexic la strategii privind mineralele critice, ca parte a eforturilor sale de a slăbi dominația Chinei pe piața materialelor utilizate în apărare și industriile de înaltă tehnologie.
„Din perspectiva industriei, este esențial să vedem Statele Unite luând măsuri decisive pentru a ne consolida aprovizionarea cu tot felul de minerale și pământuri rare, a spus Senti într-o declarație trimisă prin e-mail joi. „Dar, privind înainte, ceea ce va fi și mai important va fi utilizarea acestor minerale în magneți permanenți care alimentează tehnologiile viitorului – de la vehicule electrice la roboți umanoizi. Tehnologia inovatoare a magneților permanenți poate funcționa cu o mare varietate de minerale critice diferite – nu doar neodim – oferind Americii mai multe opțiuni și instrumente în securitatea lanțului de aprovizionare.”