Una batería de vehículo eléctrico (VE) con unos 50 kW de energía típica suele pesar unos 300-400 kg, de los cuales hasta unos 150Kg corresponden a estructuras de aluminio y acero, y al cableado de cobre, por lo que es una valiosa fuente de aluminio reciclable. Sin embargo, estas estructuras de aluminio están compuestas por varios tipos de aleaciones de aluminio, por lo que su revalorización presenta importantes retos debido a la necesidad de clasificar separadamente las piezas por aleaciones y por el riesgo de impurezas de otros elementos metálicos. Por esto, el uso de chatarra en la fabricación de aluminio secundario puede provocar desviaciones en la composición de las aleaciones de aluminio y, por tanto, de sus propiedades. Los estudios sobre reciclaje del aluminio de automoción indican que solo es viable la obtención de aleaciones Al-Si para fundición, ya que son más tolerantes a las impurezas de hierro y otros elementos. Precisamente, las aleaciones Al-Si son actualmente las aleaciones de aluminio más utilizadas en la fabricación aditiva (AM) por su facilidad para imprimirse y sus buenas propiedades mecánicas. Además, las rápidas velocidades de enfriamiento que se alcanzan en el proceso de AM, especialmente en la tecnología de fusión selectiva por láser en lecho de polvo (SLM), puede reducir la precipitación de segundas fases perjudiciales. Por tanto, la chatarra de aluminio podría utilizarse como materia prima en la producción de polvos para AM. Para comprobar esta hipótesis, hemos fabricado y caracterizado muestras de AlSi7 impresas en 3D a partir de una batería de vehículo eléctrico. Para ello, una batería desechada y descargada, se desmontó manualmente para identificar todas las aleaciones de aluminio empleadas en su construcción y el porcentaje en peso de cada una. La aleación AlSi7 se obtuvo fundiendo las aleaciones anteriores en las proporciones adecuadas y fabricando el polvo esférico del tamaño de partícula requerido para SLM en un atomizador de gas inerte VIGA. A continuación, el polvo se imprimió en 3D mediante un equipo SLM en condiciones variables de densidad de energía y velocidad del láser para determinar los ajustes óptimos. Las densidades resultantes superaron el 99.8%. La caracterización de las muestras permitió concluir que la aleación obtenida es similar a una aleación convencional de AlSi7 en términos de microestructura, composición, dureza y propiedades mecánicas. Estos resultados respaldan la viabilidad de utilizar chatarra de aluminio de baterías de vehículos eléctricos en la producción de polvos para impresión 3D mediante la tecnología de SLM.

CNMAT 2024 – Congreso Nacional de Materiales SOCIEMAT