CZ307844B6

CZ307844B6 - Způsob lokálního legování výrobků svařovacím 3D tiskem pomocí elektrického oblouku

Info

Publication number: CZ307844B6
Application number: CZ2017-518A
Authority: CZ
Inventors: Martin Matzke
Original assignee: ARMEX Technologies, s. r. o.
Priority date: 2017-09-05
Filing date: 2017-09-05
Publication date: 2019-06-19
Also published as: CZ2017518A3

Abstract

Způsob lokálního legování výrobků svařovacím 3D tiskem pomocí elektrického oblouku, který se zažehne mezi hořákem elektrického oblouku a základním materiálem, spočívající v tom, že do svarové lázně plazmy elektrického oblouku generované mezi hořákem elektrického oblouku a základním materiálem se kontinuálně přivádí kovový stavební materiál výrobku do linií pomocí alespoň dvou podávacích drátů různého složení fixovaných v hubicích podavače umístěných do vzdálenosti maximálně 2 mm od hořáku, kde hořák elektrického oblouku se umístí maximálně 2 mm od základního materiálu a jeho posun do další linie je situován nad střed linie předchozí, přičemž poměr objemových toků různých kovových stavebních materiálů je proměnlivý dle požadovaného složení v daném místě výrobku a je upravován rychlostí podáváním a průměrem každého drátu.

Description

Způsob lokálního legování výrobků svařovacím 3D tiskem pomocí elektrického oblouku

Oblast techniky

3D tisk kovů pomocí svařování

Dosavadní stav techniky

3D tisk kovů je proces, který se používá pro výrobu trojrozměrných objektů z digitálních dat. Touto metodou je možno vyrábět různé součástky, rozličných tvarů, které nelze vyrobit konvenčními metodami, například odléváním. 3D tisk kovů má již své uplatnění v automobilovém, leteckém i v lékařském průmyslu.

Spojování kovů pomocí svařování je metoda stará tisíce let. Výsledné svary se vyznačují vysokou pevností a zjednodušují konstrukci. Pro svařování hliníku, hořčíku, korozivzdomých ocelí, niklu mědi a dalších se používá obloukové svařování. Potřebné teplo vzniká v elektrickém oblouku, který hoří mezi svařovaným materiálem a elektrodou. Jednou z metod obloukového svařování je svařování plazmatem, plazmový oblouk je elektrický oblouk se zvýšenou teplotou a hustotou výkonu v důsledku zúžení jeho vodivého průřezu. Vystoupá-li teplota plynu v oblouku na zvlášť vysokou teplotu, dochází k oddělení elektronu z atomu, elektron je vymrštěn z atomu dalším přívodem tepelné energie. Po ztrátě elektronu vznikne z atomu elektricky kladně nabitá částice = iont a záporně nabitá částice = volný elektron. Tento rozpad na elektricky nabité částice provázený spotřebou tepla se nazývá ionizace. Při styku plazmového plynu s chladným materiálem dojde ke spojení iontů a volných elektronů v neutrální atomy a ty pak následně v molekuly. Čímž se energie dodaná na disociaci a ionizaci uvolní a nataví základní materiáltento proces je nazýván rekombinace. K disociaci dochází při teplotě 4000 až 10000 °K 3727 až 9727 °C, ionizace plynu probíhá při teplotách 8000 až 30000 °K 7727 až 29727 °C. Podle stupně ionizace může být plazma plně ionizovaná nebo částečně ionizovaná. Nejpoužívanějším plynem je argon, dále se používá kombinace argonu s héliem.

Rozlišujeme několik druhů elektrod, které se používají při svařování elektrickým obloukem: obalené elektrody, holé tavné elektrody a kovové netavné elektrody. Podstatou svařování obalenou elektrodou je to, že se vlivem tepla, který hoří mezi svařovaným materiálem a elektrodou, nataví jádro elektrody a základní materiál. Roztavený kov elektrody prochází elektrickým obloukem a spojuje se se základním materiálem. Z obalu, který se teplem nataví a pokryje zformovaný svar se vlivem tepla uvolní plyny, které chrání svarový kov před účinky atmosférických plynů.

Při svařování netavící se elektrodou hoří oblouk mezi netavící se elektrodou a základním materiálem. Elektrody používané při svařování netavící se elektrodou se vyrábějí ze spékaného wolframu, který má teplotu tavení 3380 °C. Elektrody se vyrábějí čisté, bez příměsí o čistotě 99,9 %, nebo legované oxidy kovů (cer, zirkon, ytrium), které jsou v elektrodě rovnoměrně rozptýleny. Přísada oxidů snižuje teplotu ohřevu elektrody a zvyšuje její životnost. Elektrody z čistého wolframu se používají s výhodou při svařování hliníku, hořčíku a jejich slitin střídavým proudem. Elektrody legované oxidy jsou vhodné pro svařování tenkých hliníkových plechů střídavým proudem nebo pro svařování uhlíkových a korozivzdomých ocelích, titanových i niklových slitin stejnosměrným proudem při přímém zapojení.

Obecně lze svařování rozdělit na svařování střídavým proudem (pro hliník, hořčík a jejich slitiny) a svařování stejnosměrným proudem (pro ocel, měď, nikl, titan, zirkon...). Při svařování stejnosměrným proudem je elektroda zapojena k zápornému pólu zdroje a svařovaný materiál na kladný. Svařování stejnosměrným proudem se využívá pro svařování všech typů ocelí, mědi, niklu, titanu a jejich slitin. Tento způsob zapojení se dá použít i pro svařování hliníku v ochranné

- 1 CZ 307844 B6 atmosféře směsi argonu a nejméně 75 % helia. Pro technologické procesy využívající plazmu se používají plazmové hořáky s elektrickým obloukem napájeným stejnosměrným proudem. Rozlišujeme několik druhů hořáků podle typů zapojení: s nepřeneseným obloukem a s přeneseným obloukem. U hořáku s přeneseným obloukem je elektrický obvod proudu v plazmovém hořáku, při hoření plazmového oblouku uzavřen. Elektrický oblouk vzniká uvnitř hořáku mezi elektrodou a anodou, kterou tvoří měděná dýza, která elektrický oblouk zužuje. U těchto hořáků vystupuje pouze horký plazmový paprsek. Hořáky s přeneseným obloukem mají základní materiál zapojený jako anodu. Plazmový oblouk hoří mezi elektrodou (katodou) v hořáku na materiál a je usměrňován zúženou, měděnou dýzou chlazenou vodou. K zapálení pomocného oblouku dochází vysokonapěťovou jiskrou, která přeskočí mezi elektrodou a měděnou dýzou v hubici hořáku. V okamžiku zapalovacího procesu má dýza stejný potenciál jako řezaný materiál. V kanálu dýzy dochází tím k ionizaci plazmového plynu nebo vzduchu za vzniku pomocného tzv. pilotního oblouku. K ochraně dýzy proti vysoké teplotě je proud pomocného oblouku omezen odporem na 10 až 12 A. Proud plazmy vystupující dýzou z plazmového hořáku je pomocným obloukem ionizován natolik, že okamžitě naskočí hlavní plazmový paprsek.

Přídavný materiál se používá ve formě tyček nebo drátů navinutých na cívku, pro mechanizované svařování. Pro snadnější svařování se používají i tavidla nebo v případě hliníkových slitin moření v NaOH, které rozruší ochrannou vrstvičku AI2O3.

Nejznámější a nejpoužívanější metodou tisku kovů je metoda laserového tavení práškového kovu (selective laser melting - SLM). Princip metody spočívá ve využití laserového paprsku k natavení vrstvy práškového materiálu a spojení tak jednotlivých zrn prášku. Po natavení jedné vrstvy je znovu, po celé pracovní ploše, nanesena nová vrstva prášku a je opakovaně provedeno tavení. Celý proces se opakuje, dokud není dokončena stavba celého modelu. Po dokončení tavení zbyde mnoho nevyužitého prášku, který se vysaje z pracovní plochy. Vlivem vysoké teploty při 3D tisku dochází k natavování zrn prášku v okolí, proto je většinou nutné prášek vyčistit a přesít, aby mohl být použitelný pro další aplikace. V případě výroby medicínských materiálů nebo materiálů pro letecký průmysl, však tento použitý prášek není vhodný kvůli možné kontaminaci, mohl by tvořit inkluze v konstrukci součástky.

Tato metoda zpravidla probíhá v inertní atmosféře s obsahem dusíku nebo argonu. Nevýhodou tavení práškového kovu je, že vysoká teplota spékání může způsobit nárůst pórovitosti výsledného materiálu. Prášek může přilnout na vyráběnou část a vytvořit tak drsný povrch, který se musí následně odstranit. Navíc touto metodou není možné tisknout kompozitní materiály.

Přihláška vynálezu US 2017001253 popisuje zařízení pro tisk různých předmětů, hlavně vyrobených ze slitin titanu. Systém využívá dva hořáky, kdy jeden vytváří tavnou lázeň na základním materiálu a druhý taví přídavný materiál. Toto zařízení není zkonstruováno pro tisk slitin a využívá k tisku pouze jeden materiál.

V současné době je titan ajeho slitiny atraktivní pro celé spektrum aplikací. Hlavním omezením je vysoká cena, která je způsobená především vysokými výrobními náklady. V přepočtu na jednotku objemu je izolace titanu z rudy více než pětkrát dražší než v případě hliníku a zpracování na ingoty a finální produkt je více než desetkrát dražší. Titanové slitiny se tak používají především pro speciální aplikace, které plně využívají jejich specifických vlastností s výhodným poměrem cena-výkon. Mezi takové aplikace patří například kostry letadel (vysoká pevnost v kombinaci s nízkou hustotou), letecké motory (vysoká pevnost, nízká hustota, odolnost vůči creepu až do 550 °C), biomedicínské aplikace (vysoká pevnost, korozní odolnost), ponorky (korozní odolnost, vysoká pevnost, nízká hustota) atd.

V současné době je výroba kompozitních součástek z kovu velmi náročná až se dá říci nemožná. Dosud není možné řídit depozici daných kovů do předem stanovených míst ve výrobku.

-2CZ 307844 B6

Podstata vynálezu

Proces svařování je metoda, kde se využívá zdroje vysoce koncentrované energie knatavení základního materiálu a tím vytvoření lokálního místa s taveninou neboli tzv. lázní a následnému rychlému zchladnutí materiálu. Zdrojem koncentrované energie je elektrický oblouk. Do procesu je přiváděn alespoň jeden tzv. přídavný drát, který zvyšuje objem materiálu ve spoji a tím jeho konstrukční průřez. K natavení tohoto materiálu je potřeba zvýšit energii. Těchto vlastností se využívá v procesu konstrukce nerozebíratelných spojení. Vlastnosti procesu jsou však vhodné i pro tvorbu konstrukčních součástí pomocí 3D Tisku. Adaptace tohoto procesu však vyžaduje zdokonalení přístupů a zvýšení přesností samotného procesu. 3D tisk pomocí svařování je převzatá metoda klasického robotizováného svařovacího procesu, kdy pohyb svařovací hlavy je prováděn pomocí polohovacího zařízení řízeného programem.

Svařovací hlava pro 3D tisk obsahuje svařovací hořák s elektrodou a alespoň jeden podavač drátu. Svařovací hlava je spojena s polohovacím strojem s výhodou v podobě 6-osé robotické ruky, jež se svařovací hlavou pohybuje po osách X, Y a Z a zajišťuje rotace kolem všech 3 os. Ke svařovacímu hořáku je upevněn alespoň jeden podavač drátu, v němž je veden stavební materiál ve formě drátu, který je vysouván těsně pod elektrodou. Pod svařovací hlavou je umístěn základní materiál, ve formě desky, s výhodou vyroben ze stejného materiálu, ze kterého je stavební materiál. Podavač drátu a polohovací stroj jsou spojeny s řídicím počítačem, které zařízení ovládá. Svařovací hořák je navíc napojen na chladicí modul. K zajištění kontinuálního procesu 3D tisku a utvoření vhodných parametrů svařování je s výhodou polohovací zařízení doplněno o otočný stůl, který zajišťuje simultánní pohyby všech os polohovacího zařízení včetně otočného stolu.

Hlavní součást svařovacího hořáku je elektroda, nejčastěji wolframová nebo vyrobená z wolframu s příměsí oxidů. Přes elektrodu je vložena dýza, která usměrňuje tok plazmového oblouku. Přes dýzu je vložena keramická vložka, která slouží jako elektrická izolace. Kleština a tělo kleštiny upínají elektrodu v hořáku. Plynová hubice, usměrňuje tok ochranného plynu a plynová čočka minimalizuje turbulentní proudění plynu, které je nevhodné jelikož stahuje do tavné lázně atmosférické plyny.

Popis přípravy procesu 3D tisku:

Proces začíná samotný zapnutím veškerého zařízení a vzájemným propojením důležitých prvků. Řídicí systém robota se připojí přes komunikační port se svařovacím zdrojem tak, aby bylo možné regulovat parametry svařovacího proudu a napětí a polohy, kdy dojde k zapálení oblouku. Řídicí systém podavače drátů se rovněž spojí s řídicím systémem robota. Zdroj ochranné atmosféry se pomocí vedení propojí se svařovacím zdrojem a ten se následně propojí se svařovacím hořákem. Svařovací hořák se rovněž musí připojit na chladicí okruh, tak aby byly zajištěny konzistentní vlastnosti hořáku. Do řídicího systému robota se vytvoří program, podle kterého se robot řídí a vytváří tak jednotlivé obrazce, které jsou definovány pro jednotlivé vrstvy pomocí programu. Tento program zahrnuje nejen dráhy, ale rovněž body, ve kterých má dojít k zapálení oblouku a přívodu přídavného drátu. Rovněž určuje natočení svařovacího hořáku a jeho polohu vůči základní desce. Programem se řídí rychlost svařování, rychlost přívodu přídavného drátu a parametry svařovacího procesu.

Popis samotného procesu výroby:

Prvotní fází před započetím výkonu je kontrola stavu prostředí, je důležité zajistit čistotu prostředí. V případě použití vakuové komory je nutné vyčistit komoru “vypláchnutím” inertním plynem a napustit ji inertním plynem (argon, helium). Po napuštění komory inertním plynem je nutné zjistit obsah kyslíku a tlaku ve vakuové komoře. Správný tlak se pohybuje okolo 10'³ mbar.

-3 CZ 307844 B6

Do hořáku je vložena wolframová elektroda, která je zapojena jako anoda o průměru 0,5 až 2 mm, dále dýza s výhodou vyrobená z mědi, která má průměr 0,5 až 2 mm. Dále jsou nastaveny základní parametry procesu jako je rychlost polohování robota (rychlost svařování) 15 až 200 cm/min, Rychlost podávání drátu 500 až 600 mm/min a velikost proudu 20 až 80 A, rychlost průtoku pilotního plynu a ochranného plynu. Parametry průměru elektrody, dýzy, rychlostí a proudů se mění v závislosti na typu materiálu atp. Nastavení vzdálenosti hořáku od základního materiálu, který je zapojen jako katoda, je rovněž důležité a značným způsobem ovlivňuje parametry procesu. Vzdálenost hořáku od základního materiálu byla stanovena na 1 až 2 mm. Důležité je také nastavit vzdálenost přídavného drátu od hořáku tak, aby se přidával do správného místa ve svarové lázni. Tato vzdálenost se pohybuje okolo 2 mm. Složení základního materiálu je s výhodou totožné jako složení vznikajícího materiálu nebo podobné.

Jakmile je vytvořený program v robotu, svařovací hořák zaujme výchozí pozici a dojde k zapálení pilotního oblouku, který je iniciační složkou před zahájením hoření hlavního oblouku mezi elektrodou a základním materiálem. Tento pilotní oblouk zhasíná, jakmile dojde k zapálení hlavního oblouku mezi elektrodou a základním materiálem. Pilotní oblouk hoří uvnitř hořáku mezi elektrodou a dýzou, kudy proudí pilotní plyn. Jedná se o oddělený oblouk od hlavního elektrického oblouku. Kolem elektrody proudí inertní plyn, který je hořením hlavního elektrického oblouku ionizován tudíž dochází k rozkladu atomů na elektrony a ionty čímž dochází k uvolnění vysoké energie a tepla. Tento ionizovaný plyn, resp. plazma pak prochází vysokou rychlostí přes trysku (dýzu) směrem k základnímu materiálu a natavuje ho.

Jakmile je svařovací hořák ve výchozí pozici a hoří pilotní oblouk, dojde ke spuštění programu vytvořeného v robotu. Tento program udává pozice, kde má dojít k zapálení hlavního oblouku a tím k začátku svařování, kdy má být přidáván daný materiál a kdy má dojít k jeho výměně za jiný materiál, kdy má být proces svařování ukončen atp. Tento program je vytvořen buď manuálně nebo pomocí CAM programu, který umí převést CAD soubor na jednotlivé linie a parametry pro „tisk“ těchto součástí. V případě, že svařovací hořák dojede do místa, kde má dojít k výměně materiálů, dá se impulz k přivádění druhého materiálu a první materiál se buď zastaví a nebo se změní parametr rychlosti podávání a jsou přidávány dva materiály najednou (legování). Natavením původní vrstvy prvního materiálu a přidáváním roztaveného přídavného materiálu dojde k vzájemnému promíšení jednotlivých kovů a vznikne tak slitina jednotlivých kovů v daném místě a další vrstva má již parametry blížící se parametrům přídavného materiálu.

V případě, že je třeba vytvořit součástku z daného materiálu, jež by měla být v určité oblasti legována pro zlepšení mechanických vlastností dojde ke stejnému procesu, kdy v daném bodě dojde k využití dalšího podavače stavebního materiálu, a nastaví se rychlost podávání a průměr drátu materiálu tak, aby dle objemu přiváděného materiálu s určitou mírou tolerance vzhledem k odpařování daného kovu došlo k vhodnému složení odpovídajícímu objemovému množství dané legury v dané oblasti.

Místa, kde dojde ke změně materiálu jsou předem zadefínovaná pomocí souřadnic bodů v trojrozměrném prostoru. Údaj o poloze udává polohovací zařízení, které prochází pravidelnou kalibrací tak, aby byla zaručena přesnost daného procesu.

Pokud je konstrukcí dáno, že je třeba spojit materiály, které nelze metalurgicky pojit musí dojít k depozici materiálu, který zaručuje pojitelnost s oběma materiály a utvoří tak mezivrstvu, která umožní spojení i materiálů, které by za jiných podmínek nešlo spojit. Pojivost jednotlivých materiálů je dána jejich vzájemnou mísitelností a podobností fyzikálních vlastností.

Během procesu konstrukce součásti je třeba kontrolovat teplotu podložky (základního materiálu), tak aby nedocházelo k vysokému odvodu tepla a tím k vyšší náchylnosti na praskání součástí. Rovněž je třeba zabývat se teplotou přídavného materiálu, který zvyšuje produktivitu procesu a stabilitu budované struktury. Složení atmosféry je rovněž velmi důležité k zvýšení produktivity.

-4CZ 307844 B6

Vysvětlení principu jak se kompozitní výrobek dle vynálezu, tedy 3D svařovacím tiskem vyrobí. Výhody takového postupu výroby, tedy 3D svařovacím tiskem.

V současné době je výroba kompozitních součástek z kovu velmi náročná až se dá říci nemožná. 3D tisk nabízí nové možnosti v oblasti výroby kompozitních součástek, jelikož se otevírají možnosti jak řídit depozici daných kovů do předem stanovených míst.

Výroba kompozitní součástky z kovu začíná tím, že se definuje v řídicím systému program pro robota, který bude robotu udávat dráhy a parametry procesu (rychlost, proud, vzdálenosti a lokace výměny materiálů). Pokud je zařízení připraveno, dojde k najetí robota do výchozí pozice odkud proces začíná. V této pozici dojde k zapálení pilotního oblouku, který hoří mezi elektrodou a dýzou hořáku. Následně dojde k zapálení plazmového oblouku mezi elektrodou a základním materiálem. Jakmile hoří plazmový oblouk dojde k impulzu pro start depozice materiálu pomocí podavače drátu a polohování pro robota. Robot zajišťuje v rámci dané přesnosti polohování hlavy a tvorby jednotlivých obrazců pro danou vrstvu tyto obrazce jsou tvořeny liniemi o tloušťce 0,1 až 1,1 mm, které se vzájemně prolínají. Jakmile hlava robota dorazí k bodu, kde je nadefinovaná existence jiného materiálu dojde online ke změně parametrů stanovených pro tento materiál, aniž by plazmový oblouk zhasl. Původní přídavný drát z podavače se zastaví a částečně se vrátí zpět do podavače, aby v procesu nepřekážel a drát druhého materiálu je vysunut z podavače drátu. Tato výměna probíhá v dokonalé synergii, aby byla zajištěna plynulá výměna drátu a nedocházelo k nekonzistencím v oblasti depozice materiálu. Touto výměnou dojde k výměně materiálu a zbytek linie je tvořen druhým materiálem. Pohyb robota je rovněž kontinuální a během výměny drátu nedochází k zastavení nebo zpomalení rychlosti, pokud si to nevyžadují parametry svařování pro daný materiál. Definovaná oblast tvořená z jiného materiálu je konstruována shodně jako zbytek součásti po jednotlivých vrstvách. Je důležité, aby byl dokončen obrazec v dané vrstvě tvořený i několika materiály před začátkem tvorby další vrstvy. Objekty jsou tvořeny skládáním jednotlivých linií vedle sebe ve vrstvě a jednotlivých vrstev nad sebou, jednotlivé linie se navzájem překrývají a dochází kjejich částečnému natavení při pokládce další linie vedle a další vrstvy nad původní. Tímto dochází k tvorbě solidního kusu, jelikož jsou všechny vrstvy dokonale propojeny v podobě taveniny.

Je-li potřeba vyrobit např. kruhový puk z kovu A o výšce 3 mm, lze navařit 10 vrstev po 0,3 mm výškách linie nebo 30 vrstev po 0,1 mm výškách linie atp. Každá vrstva se bude skládat z jednotlivých zmenšujících se kroužků vedených po spirále. Nebo má-li tento puk obsahovat ve středu zpevnění v podobě alespoň 0,3 mm výšce tvrdšího kovu B, jsou kovem A natisknuty první 3 vrstvy, zastaven přívod kovu A a přiveden drát kovu B, natisknuta 4., 5. a 6. vrstva kovem B a 7. až 10. vrstva opět kovem A. Každá vrstva se spojí s předchozí vrstvou vzájemným natavením, čímž se spojí i oba materiály, kov A a kov B, které se promísí a vytvoří se přechodová vrstva mezi 3. a 4. vrstvou, 5. vrstva bude již čistý kov B a druhá přechodová vrstva vznikne mezi 6. a 7. vrstvou. Další vrstvy už opět obsahují čistý kov A.

Byl vyvinut postup pro výrobu legovaných výrobků 3D svařovacím tiskem, kdy se v reálném čase tiskne výrobek z právě vznikající slitiny, která se míchá natavováním v plazmě s více druhy podávaných drátů v potřebných poměrech. Poměry přiváděných použitých kovů do tavné lázně se zajišťují poměrem objemových toků materiálu, který je dán rychlostí podávání drátu a šířkou drátu.

Tzn., že v oblasti výrobku, kterou je potřeba legovat, se sníží rychlost podávání primárního kovu a zapne se podávání dalšího kovu v potřebném poměru legování. Např. pokud budeme chtít vytvořit součástku za 3 materiálu typicky např. Incoloy 020 (40 % Fe, 20 % Cr, 35 % Ni) objem přidávaného materiálu je pro jeden materiál Fe 550 cm/min a průměr 0,6 mm tzn. 1555 mm³/min tzn 100% => 622 mm³/min Fe, 311 mm³/min Cr, a 544 mm³/min. Pro to, aby byly dosaženy tyto objemy je třeba upravit velikosti průměru drátu a rychlosti podávání. Rychlost lze měnit, vzhledem k vysokému proudění kovu v lázni. Zjistili jsme, že dostatečné promíšení je zaručeno, avšak že nelze používat velké rozdíly v rychlostech, a tudíž se musí upravovat i průměry drátu,

-5CZ 307844 B6 rozdíly v rychlostech by neměli tvořit více jak 50 % nejvyšší rychlosti podávání drátu. Proto pro tvorbu Incoloy 020 volíme průměr a rychlost drátu Fe (0,6 mm;220 cm/min) a drátu Cr (0,4 mm;

248 cm/min) a Ni (0,6 mm; 193 cm/min). V těchto poměrech lze materiál do konkrétní oblasti tvořeného výrobku dodávat a tvořit tak slitinu.

Tzn, že v momentě, kdy hlava hořáku dorazí v dané linii a vrstvě do místa, kde má být deponovaná slitina, změní se parametry rychlosti primárního drátu z 550 cm/min na 220 cm/min a ve stejný okamžik, se do svarové lázně začnou přidávat další dva dráty Cr a Ni v zadaných rychlostech. Jakmile hlava hořáku opustí oblast s obsahem slitiny, zatáhnou se dva dodatečné dráty a opět se zvýší rychlost primárního drátu Fe.

Výhodou této metody je tato možnost výroby, která jinou metodou není možná, v případě slévání je nutné celou součást odlít z jednoho materiálu, v případě navařování vrstev není možné se dostat do vnitřních prostor a kanálů.

Byla zvýšena přesnost podávání drátu a definována rychlost podávání drátu, byla vytvořena stabilnější konstrukce podavače drátu, aby nedocházelo vibracemi k dislokování přísunu drátu a bylo tak docíleno, že se drát deponuje stále do stejného místa a to tak, že otvor v hubici těsně obepíná drát, tudíž nedochází vlivem nerovností drátu kjeho vychylování, a rovněž byla maximálně zmenšena vzdálenost hubice podavače od samotného místa depozice, aby se maximálně eliminoval vliv kroucení drátu během podávání. Dále jsme se museli zaměřit na maximalizaci přesnosti polohovacího zařízení, aby nedocházelo k dislokaci jednotlivých vrstev vůči sobě (během robotizovaného svařování je tolerance +/- 0,5 mm v případě našeho vynálezu je to +/- 0,05 mm.

Byl vyvinut způsob lokálního legování výrobků svařovacím 3D tiskem pomocí elektrického oblouku, který se zažehne mezi hořákem elektrického oblouku a základním materiálem, do svarové lázně plazmy elektrického oblouku generované mezi hořákem elektrického oblouku a základním materiálem se kontinuálně přivádí kovový stavební materiál výrobku ve formě alespoň dvou podávačích drátů fixovaných v hubicích podavače umístěných do vzdálenosti maximálně 2 mm od hořáku, hořák elektrického oblouku se umístí maximálně 2 mm od základního materiálu, přičemž hubice podavače obepíná podávači drát, přičemž poměr jejich objemových toků, daný rychlostí podávání a průměrem drátu, odpovídá poměru jejich složení ve slitině, přičemž rychlost posuvu hořáku elektrického oblouku se nastaví na hodnoty v rozmezí 20 až 200 cm/min, proud se nastaví na hodnoty v rozmezí 15 až 80 A a objemový tok kovového stavebního materiálu činí 140 mm³/min až 300 mm³/min.

Maximální rychlost posuvu hořáku se s výhodou nastaví dle vztahu:

v = (In I - 2,9384)/0,0065, kde I je hodnota proudu v [A] a v je rychlost posuvu hořáku v [cm/min].

Objasnění výkresů

Obr. 1 Nákres výrobku vyrobeného dle Příkladu 1 a 2

Obr. 2 Lokalizace výskytu primárního kovu, schéma řezů.

Obr. 3 Schéma tisku legované součásti podle Příkladu 1 v řezu 1.

Obr. 4 Schéma tisku legované součásti podle Příkladu 1 v řezu 2.

Obr. 5 Schéma tisku legované součásti podle Příkladu 1 v řezu 3.

-6CZ 307844 B6

Obr. 6 Závislost rychlosti svařovaní na proudu v elektrickém oblouku

Obr. 7 Závislost zužování profilu návaru na rychlosti svařování

Příklady uskutečnění vynálezu

Příklad 1

Svařovací proud 22 A, šířka housenky 0,6 mm

Výroba legované součásti - páka pantu letadlových dveří

Složení legované součásti - základní materiál - Ti (Gradel), dolegovaný materiál TÍ-6A1-4V (Grade 5). TÍ6A14V je dostupný materiál, který se standardně dodává v cívce s požadovaným průměrem drátu, ale v tomto případě byl simulován.

Využití - nosné části konstrukce vyžadují vyšší pevnost (Grade5), ale aby byla zachována ekonomická efektivnost (28 % levnější GR1 vs GR5) využije se v jádru Ti (Grade 1).

Byly vyrobeny panty letadlových dveří o tloušťce stěny 5,8 mm, jednotné šířce 15,8 mm a výšce 12 mm s jádrem konstrukce z čistého titanu a pevnější obalem vnější konstrukce o tloušťce obalu 1,2 mm ze slitiny titanuTi6A14V, která je tvořena z 90 % Ti, 6 % Al a 4 % V. Vývojem technologie byly nastaveny parametry procesu:

Šířka jedné housenky 1 mm (1 průchod hořáku), přírůstek každého dalšího průchodu hořáku o 0,6 mm na podložce, jelikož druhá a další housenka je kladena do vrcholu housenky předchozí. Výška vrstvy 0,3 mm (každá vrstva +/- 5 %)

Objemový průtok argonu: 71/min//0,21/min (ochranný//plazmový)

Stejnosměrný proud: 22 A

Zapojení: elektroda - záporný pól, základní materiál a dýza (pro pilotní oblouk) - kladný pól použitá wolframová elektroda: průměr Imm označení zlatá (+ oxid lanthanu (LaO2) objemový průtok přídavných materiálů: 148, 4 mm³/min rychlost navařování jedné vrstvy (resp. rychlost polohování robota): 20 cm/min

Součást byla vytvořena ze 40 vrstev (+3 úvodní strukturní vrstvy), v níž bylo vedle sebe poskládáno [(16-1)/0,6 =25] 25 housenek nebo-li linií. Tento počet se definoval v každé vrstvě a měnil se v závislosti na tvaru dané součásti.

Složení materiálů na tiskové hlavě

Pro jádro: Ti (Grade 1), průměr 0,8 mm (100 % objemu) rychlost podávání 295,3 mm/min

Pro obal:

drát Ti (Grade 1), průměr 0,8 mm (90 % objemu) rychlost podávání 265,8 mm/min, drát Al 99,99%), průměr 0,2 mm (6 % objemu) rychlost podávání 283,3 mm/min, V drát (99,9%) průměr 0,2 mm (4 %objemu) rychlost podávání 188,8 mm/min Vzhledem k objemu materiálu bylo třeba nastavit parametry vůči zadaným průměrům. Rychlosti podávání drátů byly vypočítány dle šířky drátu a % zastoupení v materiálu s tím, že spotřeba materiálu činila 148,4 mm³/min.

Konkrétně:

Ti 90 % - 133,2 mm³/min, pro drát o 0,8 mm průměru, tedy 265,8 mm/min,

Al 6 % - 8,9 mm³/min, pro drát o 0,2 mm průměru, tedy 283,3 mm/min, V 4 % - 5,9 mm³/min, pro drát o 0,2 mm průměru, tedy 188,8 mm/min.

-7 CZ 307844 B6

Součástka byla pomocí programu rozdělena do jednotlivých vrstev a byly nadefinovány oblasti, kde byl přiváděn materiál s vyšší pevností, což obvykle navrhne konstruktér, v našem případě pevnější materiál TÍ6A14V tvořil obal vnitřní konstrukce tvořené čistým Ti, tento obal měl tloušťku 1,2 mm. Min. 1 mm je z toho důvodu, aby byla zaručena pevnost vnější slupky a nebyla ovlivněna natavením při tvorbě další vrstvy nebo další linie. Jelikož při kladení další vrstvy a vedlejší linie dochází k částečnému natavení předchozí položené vrstvy a tím k vzájemnému promíšení, které může ovlivnit vlastnosti jednotlivých vrstev. V místech, která jsou tenčí než tloušťka součásti 5,8 mm byl použit pouze dolegovaný materiál TÍ6A14V.

Součástka vznikala pokládáním linií - housenek nataveného přídavného materiálu, o šířce 1 mm. Housenky byly pokládány z obvodu součásti do středu, a to vedle sebe s částečným překrytím s přírůstkem v ose x o 0,6 mm, tudíž s nižším přírůstkem než je šířka housenky, jelikož druhá a další housenka je pokládána středem ke kraji předchozí housenky, tudíž její okraj zasahuje až do vrcholu předchozí housenky. Po dokončení celé vrstvy dané výškou jedné linie, která činí 0,3 mm se hořák přesunul opět na začátek a dle nastaveného diagramu pokračoval v další vrstvě.

První tři základní stavební vrstvy byly vytvořeny podle výchozího tvaru součásti a tyto vrstvy byly odstraněny následným dělením pomocí vodního paprsku. Byly tvořeny dolegovaným stavebním materiálem, což je v tomto případě TÍ6A14V (Grade5) jelikož by v případě použití základního materiálu Ti (Gradel) došlo k tvorbě dalšího sloučeninového pásma, což je v tomto případě nežádoucí, jelikož by zasahovalo do obalu součásti a musely by být přidány další min. 2 vrstvy, což by ve finále bylo podstatně nákladnější než zvolit na základní dvě vrstvy TÍ6A14V (Grade5).

Následoval proces samotné výroby součásti. 4. vrstva, tedy první vrstva skutečné součásti byla kladená na poslední ze tří základních stavebních vrstev a byla taktéž tvořena v celém svém objemu legovaným materiálem, tudíž byly v činnosti všechny tři podavače drátů, které pracovaly v předem nadefinované, výše uvedené, rychlosti. Jakmile byla 4. vrstva dokončena následovala 5. až 7. vrstva jenž měla stejné složení jako první vrstva až 4. vrstva, čímž byl vytvořen spodní obal součásti tvořený legovaným materiálem a tento obal měl tloušťku 1,2 mm. Při tvorbě 8. vrstvy docházelo k postupnému vypínání a změně parametrů podavačů drátu. Při startu do vzdálenosti min. 1,2 mm od okraje součásti jsou přidávány legury tak, jak tomu bylo v předchozích případech, tedy první 4 linie, pokud je hořák v oblasti jádra součásti, tedy 5 až 21 linie, dochází k postupnému zasunutí legovacích drátů a zvýšení rychlosti drátu čistého Ti. S ohledem na vzdálenost od kraje součásti je takto vytvořen zbylý objem součásti a poslední 4 vrstvy jsou opět vytvořeny pouze z legovaného materiálu. Byly sestaveny tři diagramy vrstev a linií s materiálovým složením vrstev v řezu.

1. Řez znázorňuje desku základního materiálu, na které jsou naneseny ve 25 liniích o šířce 0,6 mm každé linie tři základní vrstvy o tloušťce 0,3 mm delegovaného materiálu TÍ6A14V, na které je naneseno dalších 40 vrstev o tloušťce jedné vrstvy 0,3 mm opět v 25 liniích o šířce 0,6 mm, které již tvoří samotnou součást. První čtyři vrstvy jsou ve všech 25 liniích z delegovaného materiálu, tedy sestavovány ze třech podávaných drátů, pátá až 36 vrstva byla vytvořena v prvních 4 liniích z delegovaného materiálu, 5 až 21 linie byla vytvořena pouze z Ti (Gradel) a poslední 22 až 25 linie byla vytvořena opět z delegovaného materiálu TÍ6A14V.

Celá součást byla tedy tisknuta následovně, znázorněno v souřadném systému ve směru osy x, tedy z leva doprava:

v 1. řezu:

až 3 vrstva: 25 linií TÍ6A14V (15,8 mm) k odřezání až 7 vrstva: 25 linií TÍ6A14V (15,8 mm) až 39 vrstva: 3 linie TÍ6A14V (2,2 mm), 19 linií Ti (11,4 mm), 3 linie TÍ6A14V (2,2 mm) 39 až 43 vrstva: 25 linií TÍ6A14V (15,8 mm)

-8CZ 307844 B6 v 2. řezu:

až 3 vrstva: 25 linií TÍ6A14V (15,8 mm) k odřezání až 11 vrstva: 25 linií TÍ6A14V (15,8 mm) až 38 vrstva: 3 linie TÍ6A14V (celkem 2,2 mm - l*lmm + 2*0,6mm), 3 linie Ti (1,8 mm 3*0,6 mm), 3 linie TÍ6A14V (1,8 mm), 7 linií mezera, 3 linie TÍ6A14V (1,8 mm), 3 linie Ti (1,8 mm), 3 linie TÍ6A14V (2,2 mm)

39 až 43 vrstva:	9 linií TÍ6A14V (15,8 (5,8 mm)	mm), 7	linií mezera (4,2 mm) a 9	linií	TÍ6A14V
v 3. řezu: 1 až 3 vrstva:	2 linie TÍ6A14V (1,6	mm), 7	linií mezera (4,2 mm), 10	linií	TÍ6A14V
4 až 11 vrstva:	(6,4 mm) k odřezání 2 linie TÍ6A14V (1,6	mm), 7	linií mezera (4,2 mm), 10	linií	TÍ6A14V
(6,4 mm) 12 až 39 vrstva:	2 linie TÍ6A14V (1,6	mm), 7	linií mezera (4,2 mm), 3	linie	TÍ6A14V

(1,8 mm), 4 linie Ti (2,4 mm), 3 linie TÍ6A14V (2,2 mm) až 43 vrstva: 2 linie TÍ6A14V (1,6 mm), 7 linií mezera (4,2 mm), 10 linií TÍ6A14V (6,4 mm)

Kombinací těchto materiálů byl získán pevný a tvrdý obal součásti, zajišťující dokonalou pevnost, a přesto bylo zachováno měkké a houževnaté jádro součásti. Byla získána kompaktní součást, která je ekonomicky přívětivější a dokázali jsme kombinací materiálu naprogramovat vlastnosti součásti v daném místě a tím může šetřit i finální hmotnost součásti a lze realizovat i náročné přístupy v uvažování konstruktérů.

Příklad 2

Svařovací proud 70 A, šířka housenky 0,2 mm

Složení legované součásti - základní materiál - Ti (Gradel), dolegovaný materiál TÍ-6A1-4V (Grade 5). TÍ6A14V je dostupný materiál, který se standardně dodává v cívce s požadovaným průměrem drátu, ale v tomto případě jej budeme simulovat.

Využití - nosné části konstrukce vyžadují vyšší pevnost (Grade5), ale aby byla zachována ekonomická efektivnost (28% levnější GR1 vs. GR5) využije se v jádru Ti (Grade 1).

Byly vyrobeny panty letadlových dveří o tloušťce stěny 5,4 mm, jednotné šířce 15,4 mm a výšce mm s jádrem konstrukce z čistého titanu a pevnější obalem vnější konstrukce o tloušťce obalu 1,2 mm ze slitiny titanu TÍ6A14V, kteráje tvořena z 90 % Ti, 6 % Al a 4 % V.

Vývojem technologie byly nastaveny parametry procesu:

Šířka jedné housenky 0,35 mm (1 průchod), každý další průchod 0,2 mm;

Výška vrstvy 0,1 mm (každá vrstva +/- 5%)

Objemový průtok argonu: 7 l/min//0,2 1/min (ochranný//plazmový)

Stejnosměrný proud: 70 A

Zapojení: elektroda - záporný pól, základní materiál a dýza (pro pilotní oblouk) - kladný pól použitá wolframová elektroda: průměr Imm označení zlatá (+ oxid lanthanu (LaO₂) objemový průtok přídavných materiálů: 148, 4 mm³/min rychlost navařování jedné vrstvy (resp. rychlost polohování robota): 200 cm/min

Součást byla vytvořena ze 120 vrstev (+9 úvodních strukturních vrstev), v níž bylo vedle sebe poskládáno 75 housenek nebo-li linií. Tento počet se definoval v každé vrstvě a měnil se v závislosti na tvaru dané součásti.

-9CZ 307844 B6

Složení materiálů na tiskové hlavě

Pro jádro: Ti (Grade 1)

Pro obal:

drát Ti (Grade 1), průměr 0,8 mm (90 % objemu) rychlost podávání 265,8 mm/min, drát AI 99,99%), průměr 0,2 mm (6 % objemu) rychlost podávání 283,3mm/min, V drát (99,9%) průměr 0,2 mm (4 %objemu) rychlost podávání 188,8 mm/min

Vzhledem k objemu materiálu bylo třeba nastavit parametry vůči zadaným průměrům. Rychlosti podávání drátů byly vypočítány dle šířky drátu a % zastoupení v materiálu s tím, že spotřeba materiálu činila 148,4 mm³/min.

Konkrétně:

Ti 90 % - 133,2 mm³/min, pro drát o 0,8 mm průměru, tedy 265,8 mm/min,

AI 6 % - 8,9 mm³/min, pro drát o 0,2 mm průměru, tedy 283,3 mm/min, V 4 % - 5,9 mm³/min, pro drát o 0,2 mm průměru, tedy 188,8 mm/min.

Prvních devět základních stavebních vrstev bylo vytvořeno podle výchozího tvaru součásti a tyto vrstvy byly odstraněny následným dělením pomocí vodního paprsku. A jsou tvořeny dolegovaným stavebním materiálem což je v tomto případě TÍ6A14V (Grade5) jelikož by v případě použití základního materiálu Ti (Gradel) došlo k tvorbě dalšího sloučeninového pásma, což je v tomto případě nežádoucí, jelikož by zasahovalo do obalu součásti a musely by být přidány další min. 2 vrstvy, což by ve finále bylo podstatně nákladnější než zvolit na základní dvě vrstvy TÍ6A14V (Grade5).

Součástka byla pomocí programu rozdělena do jednotlivých vrstev a nadefinovány oblasti, kde byl přiváděn materiál s vyšší pevností (obvykle navrhne konstruktér), v našem případě pevnější materiál TÍ6A14V tvoří obal vnitřní konstrukce tvořené čistým Ti, tento obal měl tloušťku 1,2 mm. Min. 1 mm je z toho důvodu, aby byla zaručena pevnost vnější slupky a nebyla ovlivněna natavením při tvorbě další vrstvy nebo další linie. Jelikož při kladení další vrstvy a vedlejší linie dochází k částečnému natavení předem položené vrstvy a tím k vzájemnému promíšení, které může ovlivnit vlastnosti jednotlivých vrstev. V místech, která jsou tenčí než tloušťka součásti 5,4 mm je použit pouze dolegovaný materiál TÍ6A14V.

Následuje proces samotné výroby součásti. První vrstva skutečné součásti byla kladená na poslední z devíti základních stavebních vrstev součásti a byla tvořena v celém svém objemu legovaným materiálem, tudíž byly v činnosti všechny tři podavače drátů, které pracovaly v předem nadefinované, výše uvedené, rychlosti. Jakmile byla první vrstva dokončena následovala druhá až čtvrtá vrstva jenž měla stejné složení jako první vrstva, čímž byl vytvořen spodní obal součásti tvořený legovaným materiálem a tento obal měl tloušťku l,2mm. Při tvorbě 5 vrstvy docházelo k postupnému vypínání a změně parametrů podavačů drátu. Při startu do vzdálenosti min. 1,2 mm od okraje součásti jsou přidávány legury tak, jak tomu bylo v předchozích případech, tedy první 4 linie, pokud je hořák v oblasti jádra součásti, tedy 5 až 21 linie, dochází k postupnému zasunutí legovacích drátů a zvýšení rychlosti drátu čistého Ti. S ohledem na vzdálenost od kraje součásti je takto vytvořen zbylý objem součásti a poslední 4 vrstvy jsou opět vytvořeny pouze z legovaného materiálu. Byly sestaveny tri diagramy vrstev a linií s materiálovým složením vrstev v řezu.

v 1. řezu:

až 9 vrstva: 75 linií TÍ6A14V (15,8 mm) k odřezání až 21 vrstva: 75 linií TÍ6A14V (15,8 mm) až 114 vrstva: 6 linií TÍ6A14V (1,3 mm), 66 linií Ti (13,2 mm), 6 linií TÍ6A14V (1,3 mm)

115 až 129 vrstva: 75 linií TÍ6A14V (15,8 mm)

- 10CZ 307844 B6 v 2. řezu:

1 až 9 vrstva: 10 až 21 vrstva: 22 až 114 vrstva: 115 až 129 vrstva:	25 linií TÍ6A14V (15,8 mm) k odřezání 25 linií TÍ6A14V (15,8 mm) 6 linií TÍ6A14V (1,3 mm), 15 linií Ti (3 mm), 6 linií TÍ6A14V (1,2 mm), 21 linií mezera, 6 linií TÍ6A14V (1,2 mm), 15 linií Ti (3 mm), 6 linií TÍ6A14V (1,3 mm) 27 linií TÍ6A14V (15,8 mm), 21 linií mezera (4,2 mm) a 27 linií TÍ6A14V (15,8 mm)
v 3. řezu:
1 až 9 vrstva: 10 až 21 vrstva: (5,9 mm) 22 až 114 vrstva: 115 až 129 vrstva: mm).	7 linie TÍ6A14V (1,5 mm), 21 linií mezera (4,2 mm), 29 linií TÍ6A14V (5,9 mm) k odřezání 7 linií TÍ6A14V (1,6 mm), 21 linií mezera (4,2 mm), 29 linií TÍ6A14V 7 linií TÍ6A14V (1,5 mm), 21 linií mezera (4,2 mm), 6 linií TÍ6A14V (1,2 mm), 17 linií Ti (3,4 mm), 6 linií TÍ6A14V (1,3 mm) 7 linií TÍ6A14V (1,5 mm), 21 linií mezera (4,2 mm), 29 linií TÍ6A14V (5,9

Příklad 3

Stanovení závislých technologických parametrů

Objemový průtok argonu: 71/min//0,21/min (ochranný//plazmový)

Stejnosměrný proud: 22 A až 70 A

Zapojení: elektroda - záporný pól, základní materiál a dýza (pro pilotní oblouk) - kladný pól použitá wolframová elektroda: průměr Imm označení zlatá (4- oxid lanthanu (LaO2) objemový průtok přídavných materiálů: 148, 4 mm³/min použité materiály: nerezová ocel - průměr drátu 0,6 mm, rychlost podávání drátu 524,9 mm/min, Ti - průměr drátu 0,8 mm, rychlost podávání drátu 295,2 mm/min rychlost navařování jedné vrstvy (resp. rychlost polohování robota): 20 cm/min až 200 cm/min

Byla měřena závislost možné rychlosti svařování na vstupních hodnotách proudu pro elektrický oblouk.

Rychlost posunu robota byla nastavena na 20 cm/min, byl nastaven proud 22 A, zapálen elektrický oblouk a spuštěno podávání drátu nerezové ocele resp. Ti, následně robot položil 10 cm dlouhou housenku na nerezovou desku základního materiálu. V případě, že housenka nebyla celistvá s výpadky materiálu, byla rychlost pro daný proud snížena a proces opakován, dokud nebyly získány kontinuální návary. Byly získány rychlosti svařování pro objemový tok materiálu 148,4 mm³/min závislé na proudu elektrického oblouku a to: 22A - 20 mm/min, 25 A 50 mm/min, 27 A -55 mm/min, 29 A - 60 mm/min, 35 A - 100 mm/min a 70 A - 200 mm/min.

Se zvyšujícím se proudem dochází ke zvyšování teploty oblouku, tedy k většímu natavení přidávaného materiálu, díky čemuž dochází ke zeštíhlování profilu návaru a tudíž ke zvýšení rychlosti svařování. Vliv extrémních rozdílů teploty oblouku mezi 20 a 70 A zajišťuje diametrálně odlišný tepelný profil paprsku, dochází ke zmenšení šířky housenky v desetinách milimetru. Paprsek má větší a užší penetraci a vlivem vyšších rychlostí a jeho užšího profilu dochází k rychlejšímu chladnutí materiálu. U vyšších rychlostí svařování je potřebné nižší teplo vnesené do základního materiálu a návaru a tudíž je menší spotřeba tepla na ohřev v okolí svařování.

Claims

PATENTOVÉ NÁROKY

1. Způsob lokálního legování výrobků svařovacím 3D tiskem pomocí elektrického oblouku, který se zažehne mezi hořákem elektrického oblouku a základním materiálem, vyznačující se tím, že do svarové lázně plazmy elektrického oblouku generované mezi hořákem elektrického oblouku a základním materiálem se kontinuálně přivádí kovový stavební materiál výrobku do linií pomocí alespoň dvou podávačích drátů různého složení fixovaných v hubicích podavače umístěných do vzdálenosti maximálně 2 mm od hořáku, hořák elektrického oblouku se umístí maximálně 2 mm od základního materiálu a jeho posun do další linie je situován nad střed linie předchozí, přičemž poměr objemových toků různých kovových stavebních materiálů je proměnlivý dle požadovaného složení v daném místě výrobku a je upravován rychlostí podávání a průměrem každého drátu, přičemž rychlost posuvu hořáku elektrického oblouku se nastaví na hodnoty v rozmezí 20 až 200 cm/min, proud se nastaví na hodnoty v rozmezí 15 až 80 A a objemový tok každého kovového stavebního materiálu činí 140 mm³/min až 300 mm³/min.
2. Způsob lokálního legování výrobků svařovacím 3D tiskem pomocí elektrického oblouku podle nároku 1, vyznačující se tím, že maximální rychlost posuvu hořáku se nastaví dle vztahu:

v = (In I - 2,9384)/0,0065, kde I je hodnota proudu v [A] a v je rychlost posuvu hořáku v [cm/min],
3. Způsob lokálního legování výrobků svařovacím 3D tiskem pomocí elektrického oblouku podle nároku 1, vyznačující se tím, že kovový stavební materiál výrobku je ve formě tří podávačích drátů různého složení.