DE19925310A1 - Scratch test apparatus for testing electrical components that have protective coating has pin which moves back and forth in holder - Google Patents

Scratch test apparatus for testing electrical components that have protective coating has pin which moves back and forth in holder

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Abstract

The apparatus has a scratching pin with a conical end having a defined angle of flare and a tip of defined radius. A pin holder (9) is movable in two directions between adjustable limit stops. The pin (10) is held in the older by guide rollers (8) arranged in a triangle. An electronic controller (14) is connected to a motor (7) which moves the pin holder to and fro via a drive shaft in the form of a threaded rod. An incremental sensor (6) in the form of position encoder disc is arranged on the threaded rod. Guide wheels (11) for the pin run on a shaped aluminium profile piece (4). An opening (12) is provided in a baseplate (15) on which the scratch test apparatus is mounted for testing transformers or other electric components.

Description

Die Erfindung betrifft ein Ritzprüfgerät für elektrische Bauteile und Leiterplatten nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The invention relates to a scratch test device for electrical Components and circuit boards according to the generic term of Claim 1.

Ritzprüfungen von elektrischen Bauteilen wie Leiterplatten, Schaltkarten, Transformatoren, Drosseln oder dergleichen werden nach EN 60 950 durchgeführt. Es wird geprüft, ob die über den Leiterzügen aufgebrachten Schutzbezüge bzw. Schutzbeläge kratz- bzw. ritzfest sind. Hierzu sind nach EN 60 950 drei Musterleiterplatten oder zwei Bauelemente und eine Leiterplatte erforderlich und als Muster zu kennzeichnen. Es dürfen entweder die tatsächlichen Leiterplatten oder besonders hergestellte Muster mit den kleinsten vorkommenden Abständen verwendet werden. Jede davon muß die kleinsten vorkommenden Abstände enthalten und mit dem Schutzbelag überzogen sein. Jede Musterleitplatte ist der vollständigen Folge der Fertigungsschritte, denen sie üblicherweise während der Bestückung der Einrichtung ausgesetzt ist, einschließlich Löten und Reinigen, zu unterziehen. Beim Besichtigen dürfen sich keine Anzeichen von Poren oder Blasen im Schutzbelag oder Durchbrüche an Leiterbahnkanten zeigen. Außerdem werden sie zeitlich gesteuert bestimmten Temperaturwechseln unterzogen, wonach die Muster Nr. 1 und Nr. 2 einer Feuchtebehandlung ausgesetzt werden, wobei die zu treffende Prüfung der Spannungsfestigkeit zwischen den Leiterbahnen durchgeführt wird. Die Ritzprüfung selbst erfolgt folgendermaßen:
Das Muster 3 wird folgenden Prüfungen unterzogen:
Über fünf Paare leitfähiger Teile mit den dazwischenliegenden trennenden Abschnitten hinweg müssen an solchen Stellen Ritze angebracht werden, wo diese Abschnitte während der Prüfung dem größten Spannungsgradienten ausgesetzt sind. Die Ritze sind mit einem gehärteten Stahlstift anzubringen, dessen Ende die Form eines Kegels mit einem Öffnungswinkel von 40° hat und dessen Spitze mit einem Radius von 0,25 mm ±0,02 mm abgerundet und poliert ist. Die Ritze sind anzubringen, indem der Stift in einer senkrecht zu den Leiterkanten stehenden Ebene mit einer Geschwindigkeit von 20 m/s ±5 mm/s auf der Oberfläche entlang gezogen wird. Der Stift ist so zu belasten, daß die längs seiner Achse ausgeübte Kraft 10 N ±0,5 N beträgt. Die Ritze müssen mindestens 5 mm voneinander und mindestens 5 mm vom Rand des Musters entfernt sein.
Scratch tests of electrical components such as printed circuit boards, circuit boards, transformers, chokes or the like are carried out in accordance with EN 60 950. It is checked whether the protective covers or protective coverings applied over the conductor tracks are scratch or scratch-resistant. According to EN 60 950, three sample circuit boards or two components and one circuit board are required and must be identified as a sample. Either the actual printed circuit boards or specially manufactured samples with the smallest possible distances may be used. Each of these must contain the smallest possible distances and be covered with the protective covering. Each pattern guide plate must be subjected to the full sequence of manufacturing steps that it is usually subjected to during assembly, including soldering and cleaning. When inspecting, there must be no signs of pores or bubbles in the protective covering or openings on the conductor edges. In addition, they are subjected to certain temperature changes in a time-controlled manner, after which the samples No. 1 and No. 2 are subjected to a moisture treatment, with the test to be carried out to determine the dielectric strength between the conductor tracks. The scratch test itself is carried out as follows:
Sample 3 is subjected to the following tests:
Over five pairs of conductive parts with the separating sections in between, cracks must be made in places where these sections are exposed to the greatest stress gradient during the test. The cracks are to be made with a hardened steel pin, the end of which has the shape of a cone with an opening angle of 40 ° and the tip of which is rounded and polished with a radius of 0.25 mm ± 0.02 mm. The scratch is to be made by pulling the pin along the surface in a plane perpendicular to the conductor edges at a speed of 20 m / s ± 5 mm / s. The pin should be loaded so that the force exerted along its axis is 10 N ± 0.5 N. The cracks must be at least 5 mm apart and at least 5 mm from the edge of the pattern.

Nach dieser Prüfung darf sich der Schutzbelag weder gelöst haben noch durchbrochen sein. Er muß zwischen den Leitern die Prüfung der Spannungsfestigkeit bestehen. Bei Leiterplatten mit Metallkern ist das Trägermaterial einer der Leiter.After this test, the protective covering must not come off still have to be broken He must be between the ladders pass the dielectric strength test. At Printed circuit boards with a metal core are the base material of one the leader.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Ritzprüfgerät zur Prüfung von elektrischen Bauteilen, insbesondere Leiterplatten, Schaltkarten, Transformatoren oder anderen elektrischen Bauteile zu schaffen, das die Forderung der Norm EN 60 950 bzw. EN 60 742 oder ähnliche Prüfvorschriften exakt erfüllt, wobei der Aufbau und die Bedienung des Gerätes optimal sein soll und zwar bei einem sehr günstigen Preis-Leistungsverhältnis.The invention has for its object a scratch test device for testing electrical components, in particular Printed circuit boards, circuit boards, transformers or others to create electrical components that meet the requirement of Standard EN 60 950 or EN 60 742 or similar test regulations exactly met, the structure and operation of the Device should be optimal and at a very affordable Price-performance ratio.

Die Lösung der Aufgabe ist im Kennzeichen des Patentanspruchs 1 charakterisiert.The solution to the problem is the hallmark of Characterized claim 1.

Weitere Ausgestaltungen bzw. Lösungen der Erfindung zugrundeliegenden Aufgabe sind in den Kennzeichen der Patentansprüche 2 bis 10 charakterisiert. Further refinements or solutions of the invention underlying task are in the characteristics of Claims 2 to 10 characterized.  

Der Aufbau des vorliegenden Ritzprüfgerätes, dessen Mechanik im wesentlichen aus einer Führung des Ritzstiftes, dem Ritzstift selbst, einem Getriebe, einem Motor und einem Inkrementgeber mit Elektronik besteht, ermöglicht eine preisgünstige Fertigung und eine optimale Bedienung bei der Prüfung. Die Elektronik besteht im wesentlichen aus einem Geschwindigkeitsmeßgerät, einer Regelelektronik, um die Geschwindigkeit des Ritzgriffels zu regeln, und einem Netzgerät sowie entsprechenden Verbindungen und Schaltern.The structure of the present scratch test device, the Mechanics essentially from guiding the scoring pin, the scoring pin itself, a gearbox, a motor and one There is an increment encoder with electronics inexpensive production and optimal operation with the Exam. The electronics essentially consist of one Speedometer, control electronics to the Regulate the speed of the stylus, and one Power supply unit and corresponding connections and switches.

Der technische Vorteil besteht neben dem technisch einfachen mechanischen Aufbau und der optimalen Bedienung in der korrekten Erfüllung aller Forderungen der Prüfvorschriften wie EN 60 950 und EN 60 742.The technical advantage is next to the technical simple mechanical structure and optimal operation in the correct fulfillment of all demands of the Test regulations such as EN 60 950 and EN 60 742.

Weitere Vorteile, Merkmale und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung, insbesondere verschiedene Prüfanwendungen, ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung in Verbindung mit dem in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel.Further advantages, features and possible applications of the present invention, in particular various Test applications result from the following Description in connection with that in the drawing illustrated embodiment.

Die Erfindung wird im folgenden anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher beschrieben. In der Beschreibung, in den Patentansprüchen, der Zusammenfassung und in der Zeichnung werden die in der hinten angeführten Liste der Bezugszeichen verwendeten Begriffe und zugeordneten Bezugszeichen verwendet.The invention is based on one in the Drawing shown embodiment closer described. In the description, in the claims, the summary and the drawing are those in the list of reference numerals given below Terms and associated reference numerals used.

In der Zeichnung bedeuten:In the drawing:

Fig. 1 die Vorderansicht des mechanischen Aufbaus des Prüfgerätes; Figure 1 is a front view of the mechanical structure of the tester.

Fig. 2 die Draufsicht auf den mechanischen Aufbau des Prüfgerätes und Fig. 2 is a plan view of the mechanical structure of the test device and

Fig. 3 eine Anordnung von Führungsrädern einer Ritzstiftführung. Fig. 3 shows an arrangement of guide wheels of a scribe guide.

Der mechanische Aufbau des in Fig. 1 dargestellten Ritzprüfgerätes für Leiterplatten usw. besteht aus Endanschlägen mit Schaltern 1, einem Zusatzgewicht 2 für Ritzstift 10, einer Gewindestange 3, einem Aluminiumprofil 4 für Führungsräder 11 der Ritzstiftführung, einem Getriebe 5, einem Inkrementgeber in Form einer Kodierscheibe 6, einem Motor 7 zum Antrieb der Gewindestange 3, Führungsrollen 8 für den Ritzstift 10, einer Ritzstifthalterung 9, dem Ritzstift 10, Führungsrädern 11 für die Ritzstiftführung, einer Öffnung 12 in der Grundplatte 15, zum Beispiel für die Prüfung an Transformatoren.The mechanical structure of the scoring device for printed circuit boards etc. shown in Fig. 1 consists of end stops with switches 1 , an additional weight 2 for scoring pin 10 , a threaded rod 3 , an aluminum profile 4 for guide wheels 11 of the scoring pin guide, a gear 5 , an increment encoder in the form of a Coding disc 6 , a motor 7 for driving the threaded rod 3 , guide rollers 8 for the pin 10 , a pin holder 9 , the pin 10 , guide wheels 11 for the pin guide, an opening 12 in the base plate 15 , for example for testing on transformers.

In Fig. 2 stellt die Draufsicht des Gerätes nach Fig. 1 dar, wobei jetzt lediglich noch auf die Komponenten des Gerätes eingegangen wird, die nicht oder nur sehr unvollständig in Fig. 1 zu sehen sind. FIG. 2 shows the top view of the device according to FIG. 1, only the components of the device now being discussed which cannot be seen in FIG. 1, or only incompletely.

In der Fig. 2 ist in der Grundplatte 15 die Öffnung 12 für Prüfungen an zum Beispiel Transformatoren klar zu sehen. Außerdem ist schematisch ein Regelgerät 14 dargestellt, daß über Leitungen mit dem Inkrementgeber 6, dem Motor 7 und den Endanschlägen mit Schaltern 1 verbunden ist, wobei diese Verbindungen in den Figuren nicht eingezeichnet sind. Die Anordnung der Halterung 13 des Inkrementgebers 6 ist aus der Draufsicht nach Fig. 2 klar zu ersehen.In Fig. 2 in the base plate 15, the opening 12 can be seen clearly for tests on, for example, transformers. In addition, a control device 14 is shown schematically that is connected via lines to the increment encoder 6 , the motor 7 and the end stops to switches 1 , these connections not being shown in the figures. The arrangement of the holder 13 of the incremental encoder 6 can be clearly seen from the plan view according to FIG. 2.

In Fig. 3 ist in einer Detaildarstellung das Aluminiumprofils 4 mit den darauf bzw. daran angeordneten Führungsrädern 11 gezeigt. Die drei Führungsräder 11 in Verbindung mit dem angepaßten Aluminiumprofil 4 ermöglichen eine exakte und einwandfreie Führung sowie einen sauberen Lauf. In FIG. 3, the aluminum profile 4 with the guide wheels 11 arranged thereon or thereon is shown in a detailed illustration. The three guide wheels 11 in connection with the adapted aluminum profile 4 enable exact and flawless guidance and a clean run.

Im nachfolgenden wird die Bedienung und die Wirkungsweise des Ritzprüfgerätes nach den Fig. 1 bis 3 näher beschrieben. Das Regelgerät 14 besitzt einen nicht dargestellten Schalter zum Einschalten des Gerätes und einen nicht dargestellten Schalter 2, mit dem die Ritzrichtung festgelegt wird. Die eine Schalterstellung entspricht der Ritzrichtung links und die andere Schalterstellung entspricht der Ritzrichtung rechts. Außerdem ist vorteilhafterweise noch ein Start-Stop- Schalter am Regelgerät angeordnet, der insbesondere dafür verwendet werden kann, um während der Prüfung den Prüfvorgang abzubrechen und während der Ritzbereichseinstellung den Ritzstift 10 zu steuern. Nach der Einstellung des Ritzbereiches kann der Ritzstift 10 in die Ritzstiftführung der Ritzstifthalterung 9 eingeführt werden. Wichtig ist noch die normrichtige Einstellung des Ritzstiftes 10 in Bezug auf den Ritzwinkel von 85°. Vorteilhafterweise sollten die Prüfungen immer in Richtung des Anschlags von links nach rechts erfolgen. Transformatoren sind zur Prüfung unterhalb des Ausschnittes 12 zu befestigen. Der gewünschte Ritzbereich wird wie bereits beschrieben eingestellt.The operation and the mode of operation of the scratch test device according to FIGS. 1 to 3 are described in more detail below. The control device 14 has a switch, not shown, for switching on the device and a switch 2 , not shown, with which the scoring direction is determined. One switch position corresponds to the scratch direction on the left and the other switch position corresponds to the scratch direction on the right. In addition, a start-stop switch is advantageously also arranged on the control device, which can be used in particular to abort the test process during the test and to control the scoring pin 10 during the scoring area setting. After setting the scoring area, the scoring pin 10 can be inserted into the scoring pin guide of the scoring pin holder 9 . It is also important that the scoring pin 10 is set correctly in relation to the scoring angle of 85 °. The tests should advantageously always be carried out in the direction of the stop from left to right. Transformers are to be fastened below the cutout 12 for testing. The desired scoring area is set as already described.

Der eigentliche Antrieb setzt sich aus der Gewindestange 3, beispielsweise mit einem Durchmesser von 8 mm und einer Steigung von 1,25 mm, einem Getriebe, beispielsweise aus Zahnrädern mit einer Übersetzung 5 : 1 und dem eigentlichen Motor 7 zusammen. Das Getriebe 5 besteht vorteilhafterweise aus zwei Zahnrädern, wobei das erste Zahnrad an der Gewindestange 3 und das zweite Zahnrad auf der Welle des Motors 7 befestigt ist.The actual drive is composed of the threaded rod 3 , for example with a diameter of 8 mm and a pitch of 1.25 mm, a gear, for example of gear wheels with a 5: 1 ratio and the actual motor 7 . The transmission 5 advantageously consists of two gearwheels, the first gearwheel being fastened to the threaded rod 3 and the second gearwheel being fastened to the shaft of the motor 7 .

Der Inkrementgeber 6 ist über das erste Zahnrad an die Gewindestange 3 angebunden. Er besteht aus einer mit zum Beispiel vier Löchern versehenen Scheibe, die sich innerhalb einer Gabellichtschranke dreht, so daß bei jedem Loch ein optoelektrischer Impuls erzeugt wird.The increment encoder 6 is connected to the threaded rod 3 via the first gear. It consists of a disc with, for example, four holes, which rotates within a forked light barrier, so that an optoelectric pulse is generated for each hole.

Außerdem kann vorteilhafterweise an den Inkrementgeber 6 eine Geschwindigkeitsanzeige angeschlossen sein. Mit dem beschriebenen Aufbau und der Wirkungsweise des Gerätes ist es jetzt möglich, sehr exakte und in der Handhabung einfache Ritzprüfungen nach EN 60 950 und EN 60 742 vorzunehmen. In addition, a speed display can advantageously be connected to the increment encoder 6 . With the described design and mode of operation of the device, it is now possible to carry out very precise and easy scratching tests according to EN 60 950 and EN 60 742.

Liste der BezugszeichenList of reference numbers

11

Endanschläge mit Schalter
End stops with switches

22nd

Zusatzgewicht für Ritzstift
Additional weight for scoring pin

33rd

Gewindestange
Threaded rod

44th

Aluminiumprofil
Aluminum profile

55

Getriebe
transmission

66

Inkrementgeber oder Kodierscheibe
Increment encoder or coding disk

77

Motor
engine

88th

Führungsrollen für Ritzstift
Guide rollers for scoring pin

99

Ritzstifthalterung
Scratch pin holder

1010th

Ritzstift
Scriber

1111

Führungsräder für Ritzstiftführung
Guide wheels for scoring guide

1212th

Öffnung in der Grundplatte für Prüfungen an Transformatoren
Opening in the base plate for tests on transformers

1313

Halterung für Inkrementgeber
Bracket for increment encoder

1414

Regelgerät
Control device

1515

Grundplatte
Base plate

Claims (10)

1. Ritzprüfgerät für Prüfungen von Leiterplatten, Schaltkarten, Transformatoren oder anderen elektrischen bzw. elektronischen Bauteilen mit einem oder mehreren Schutzüberzügen, zum Beispiel aus isolierendem Lack, mit einem Ritzstift, dessen Ende die Form eines Kegels mit einem bestimmten Öffnungswinkel und einer Spitze mit einem bestimmten Radius hat, dadurch gekennzeichnet,
daß zwischen einstellbaren Endanschlägen mit Schalter (1) eine Ritzstifthalterung (9), in zwei Richtungen bewegbar, angeordnet ist,
daß der Ritzstift (10) in der Ritzstifthalterung (9) durch drei im Dreieck angeordnete Führungsrollen (8) gehalten und geführt ist,
daß ein elektronisches Regelgerät (14) mit einem Motor (7) elektrisch verbunden ist, der über ein Getriebe (5) und eine Antriebswelle in Form einer Gewindestange (3) zum Hin- und Herbewegen des Ritzstiftes mit der Ritzstifthalterung (9) verbunden ist,
daß auf der Gewindestange (3) ein Inkrementgeber (6) in Form einer Kodierscheibe angeordnet ist,
daß Führungsräder (11) für die Ritzstiftführung auf einem entsprechend geformten Aluminiumprofil (4) laufen und
daß in einer Grundplatte (15), auf der das Ritzprüfgerät montiert ist, eine Öffnung (12) für Prüfungen an Transformatoren oder anderen elektrischen Bauteilen angeordnet ist.
1.Scribe tester for testing printed circuit boards, circuit boards, transformers or other electrical or electronic components with one or more protective coatings, for example made of insulating lacquer, with a scoring pin, the end of which has the shape of a cone with a certain opening angle and a tip with a certain one Radius has, characterized ,
that a pin holder ( 9 ), which can be moved in two directions, is arranged between adjustable end stops with switch ( 1 ),
that the scoring pin ( 10 ) is held and guided in the scoring pin holder ( 9 ) by three guide rollers ( 8 ) arranged in a triangle,
that an electronic control device ( 14 ) is electrically connected to a motor ( 7 ) which is connected to the pin holder ( 9 ) via a gear ( 5 ) and a drive shaft in the form of a threaded rod ( 3 ) for moving the pin to and fro,
that an incremental encoder ( 6 ) in the form of a coding disk is arranged on the threaded rod ( 3 ),
that guide wheels ( 11 ) for the scoring pin guide run on a correspondingly shaped aluminum profile ( 4 ) and
that an opening ( 12 ) for tests on transformers or other electrical components is arranged in a base plate ( 15 ) on which the scratch test device is mounted.
2. Ritzprüfgerät nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungsräder (11) zur Ritzstiftführung formschlüssig mit dem Aluminiumprofil (4) und fest mit der Ritzstiftführung verbunden sind.2. Scratch tester according to claim 1, characterized in that the guide wheels ( 11 ) are positively connected to the scoring pin guide with the aluminum profile ( 4 ) and fixed to the scoring pin guide. 3. Ritzprüfgerät nach einem der Patentansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß oberhalb des Ritzstiftes (10) ein auf den Ritzstift einwirkendes Zusatzgewicht (2) angeordnet ist.3. Scratch tester according to one of claims 1 or 2, characterized in that above the scoring pin ( 10 ) an additional weight acting on the scoring pin ( 2 ) is arranged. 4. Ritzprüfgerät nach einem der Patentansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Endanschläge mit Schalter (1) justierbar ausgeführt sind.4. scratch test device according to one of claims 1 to 3, characterized in that the end stops with switch ( 1 ) are adjustable. 5. Ritzprüfgerät nach einem der Patentansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet,
daß mit dem Regelgerät (14) ein erster Schalter zum Ein- und Ausschalten des Gerätes verbunden ist,
daß weiterhin ein zweiter Schalter zum Festlegen der Ritzrichtung (links oder rechts) vorhanden ist und
daß ein dritter Schalter als Start-/Stop-Schalter ausgebildet ist, der gegebenenfalls zum Abbrechen des Prüfvorgangs bzw. der Ritzbereichseinstellung dient.
5. scratch test device according to one of claims 1 to 4, characterized in
that a first switch for switching the device on and off is connected to the control device ( 14 ),
that there is still a second switch for setting the scoring direction (left or right) and
that a third switch is designed as a start / stop switch, which may be used to abort the test process or the scratch area setting.
6. Ritzprüfgerät nach einem der Patentansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet,
daß der Inkrementgeber (6) in Form einer Kodierscheibe über ein Zahnrad an die Gewindestange (3) angebunden ist,
daß er mit vier Löchern versehen ist und
daß bei jedem Loch ein optoelektrischer Impuls zur Steuerung des Motors (7) erzeugt wird.
6. scratch test device according to one of claims 1 to 5, characterized in
that the increment encoder ( 6 ) is connected to the threaded rod ( 3 ) in the form of a coding disk via a gearwheel,
that it has four holes and
that an optoelectric pulse for controlling the motor ( 7 ) is generated at each hole.
7. Ritzprüfgerät nach einem der Patentansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß am Inkrementgeber (6) eine Geschwindigkeitsanzeige vorgesehen ist.7. scratch test device according to one of claims 1 to 6, characterized in that a speed indicator is provided on the increment encoder ( 6 ). 8. Ritzprüfgerät nach einem der Patentansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die gesamte Ritzstifthalterung (9) zur Festlegung des Ritzwinkels einstellbar oder fest in einer Winkelstellung angeordnet ist.8. scratch test device according to one of the claims 1 to 7, characterized in that the entire scratch pin holder ( 9 ) for setting the scratch angle is adjustable or fixedly arranged in an angular position. 9. Ritzprüfgerät nach einem der Patentansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungsrollen (8) des Ritzstiftes (19) und/oder die Führungsräder (11) der Ritzstiftführung aus Metall bestehen.9. Scratch tester according to one of the claims 1 to 8, characterized in that the guide rollers ( 8 ) of the scoring pin ( 19 ) and / or the guide wheels ( 11 ) of the scoring pin guide consist of metal. 10. Ritzprüfgerät nach einem der Patentansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungsrollen (8) des Ritzstiftes (10) und/oder die Führungsräder (11) der Ritzstiftführung aus Kunststoff hergestellt sind.10. Scratch tester according to one of the claims 1 to 8, characterized in that the guide rollers ( 8 ) of the scoring pin ( 10 ) and / or the guide wheels ( 11 ) of the scoring pin guide are made of plastic.
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