JP6624574B2 - Mold and mold manufacturing method - Google Patents
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本開示は金型および金型の製造方法に関する。具体的には、本開示は射出成形用金型および射出成形用金型の製造方法に関する。 The present disclosure relates to a mold and a method for manufacturing the mold. Specifically, the present disclosure relates to an injection mold and a method of manufacturing the injection mold.
日本の「ものづくり」産業を支えてきた技術の一つに、金型を用いた成形技術がある。この成形技術として、加圧成形法、射出成形法、押出成形法、注形法等が挙げられる。これら成形法のうち、射出成形法は、主として、加熱溶融させた樹脂を金型内に射出注入し、冷却し、固化させる事によって成形品を得る方法であり、複雑な形状の成形品を大量に生産するのに適している。この射出成形法の工程は、大きく分けて型締め工程、射出工程、冷却工程、および型開き工程から構成される。これら工程を繰り返すことで、成形品を連続的に生産することが可能となる。 One of the technologies that has supported the Japanese “manufacturing” industry is molding technology using dies. Examples of the molding technique include a pressure molding method, an injection molding method, an extrusion molding method, and a casting method. Among these molding methods, the injection molding method is mainly a method of obtaining a molded product by injecting a resin melted by heating into a mold, cooling, and solidifying the molded product. Suitable for producing. The steps of this injection molding method are roughly divided into a mold clamping step, an injection step, a cooling step, and a mold opening step. By repeating these steps, a molded product can be continuously produced.
射出成形用金型は、可動側金型、固定側金型、および固定側金型内に形成されたスプルブッシュを有して成る。スプルブッシュは、溶融樹脂をキャビティ内に注入するためのスプル部を有して成る。スプル部の単位面積当たりの容積はキャビティよりも大きい場合がある。それ故、スプル部内の溶融樹脂が固化するまでに要する時間は、キャビティ内の溶融樹脂が固化するまでに要する時間よりも長い。それ故、キャビティ内の溶融樹脂が固化しても、スプル部内の溶融樹脂が固化するまで金型を開くことができない。又、金型を開くタイミングが早いと、溶融樹脂の糸引きや成形品の取り出しに問題が生じる。それ故、スプル部内の溶融樹脂が完全に固化するまで金型を開くタイミングを遅くする必要がある。従って、成形時間が長くなってしまう。 The injection mold includes a movable mold, a fixed mold, and a sprue bush formed in the fixed mold. The sprue bush has a sprue portion for injecting the molten resin into the cavity. The volume per unit area of the sprue may be larger than the cavity. Therefore, the time required for the molten resin in the sprue portion to be solidified is longer than the time required for the molten resin in the cavity to be solidified. Therefore, even if the molten resin in the cavity is solidified, the mold cannot be opened until the molten resin in the sprue portion is solidified. If the timing of opening the mold is too early, problems arise in stringing the molten resin and taking out the molded product. Therefore, it is necessary to delay the opening timing of the mold until the molten resin in the sprue portion is completely solidified. Therefore, the molding time becomes longer.
そこで、スプル部内の溶融樹脂を固化させる時間を短くするため、冷却液を通すための冷却液流路を有したスプルブッシュが開示されている(特許文献1、2)。このスプルブッシュを含む金型では、スプルブッシュの冷却液流路の入口部および出口部と、固定側金型の側面にガンドリル等を用いて形成した冷却液を通すための水管経路とをOリングを介して接続させている(図7参照)。しかしながら、金型の固定側金型の側面にガンドリル等の特殊工具を用いて水管経路を形成することは容易ではない。又、モールドベースに孔加工されている場合にも水管経路を形成することは容易ではない。特に、金型はピン等のモールドベースの干渉部を有し得るため、当該干渉部を回避しながら金型内部に水管経路を形成することは困難となり得る。又、冷却液として高温冷媒を用いると、Oリングが傷みやすい。又、ガンドリル等の特殊工具を用いて水管経路を形成した場合、水管経路内のメンテナンスが困難である。又、冷却液流路の入口部および出口部と冷却管とを直接的に接続しないため、温度コントロールを的確に行うことが容易ではない。
In order to shorten the time for solidifying the molten resin in the sprue portion, sprue bushes having a coolant flow path for passing a coolant have been disclosed (
従って、本発明は、上記課題を解消するために、スプル部内を通る溶融樹脂を効率的に
冷却することにより成形サイクルを短縮させ、かつ水管経路の形成およびメンテナンスを容易にする金型および金型の製造方法を提供することを目的とする。
Accordingly, in order to solve the above-mentioned problems, the present invention provides a mold and a mold that efficiently cools a molten resin passing through a sprue portion, shortens a molding cycle, and facilitates formation and maintenance of a water pipe path. It is an object of the present invention to provide a method for producing the same.
上記の目的を達成するために、本発明の一実施形態では、
可動側金型と、固定側金型と、該固定側金型内に設けられた冷却液流路を備えたスプルブッシュと、を有して成る金型であって、
前記冷却液流路の入口部および出口部のそれぞれが、前記固定側金型に形成された空間領域に沿って配置された冷却管と直接的に接続されており、
前記空間領域は、前記固定側金型の少なくとも一方の表面が開口した形態を有し、かつ非直線状に延在した部分を含み、
前記入口部および前記出口部と直接的に接続された前記冷却管の少なくとも一方が可撓性を有し、該可撓性を有する該冷却管が前記空間領域の前記非直線状に延在した部分に沿って配置されていることを特徴とする、金型が供される。
To achieve the above object, in one embodiment of the present invention,
A movable mold, a fixed mold, and a sprue bush provided with a coolant passage provided in the fixed mold, a mold including:
Each of the inlet portion and the outlet portion of the cooling liquid flow path is directly connected to a cooling pipe arranged along a space region formed in the fixed mold,
The space region has a form in which at least one surface of the fixed mold is open, and includes a portion that extends in a non-linear manner,
At least one of the cooling pipes directly connected to the inlet and the outlet has flexibility, and the flexible cooling pipe extends in the non-linear manner in the space region. A mold is provided, characterized in that it is arranged along the part.
又、上記の目的を達成するために、本発明の一実施形態では、
可動側金型と、固定側金型と、該固定側金型内に設けられた冷却液流路を備えたスプルブッシュと、を有して成る金型の製造方法であって、
前記固定側金型の少なくとも一方の表面を開口させ、それによって該固定側金型に非直線状に延在する部分を含む空間領域を形成する工程、および
前記固定側金型に形成した前記空間領域に沿って冷却管を配置して、前記冷却液流路の入口部および出口部と直接的に接続させる工程を含んで成り、
前記入口部および前記出口部と直接的に接続させる前記冷却管の少なくとも一方に可撓性を有する該冷却管を用い、該可撓性を有する該冷却管を前記空間領域の前記非直線状に延在する部分に沿って配置することを特徴とする、製造方法が供される。
In order to achieve the above object, in one embodiment of the present invention,
A movable mold, a fixed mold, and a sprue bush provided with a coolant passage provided in the fixed mold, a method for manufacturing a mold comprising:
Opening at least one surface of the fixed mold, thereby forming a space region including a portion extending non-linearly in the fixed mold; and forming the space formed in the fixed mold. Arranging a cooling pipe along the region and directly connecting the cooling pipe to an inlet and an outlet of the cooling liquid flow path,
The flexible cooling pipe is used for at least one of the cooling pipes directly connected to the inlet section and the outlet section, and the flexible cooling pipe is formed in the non-linear shape of the space region. A manufacturing method is provided, wherein the method is arranged along an extending part.
本発明の一実施形態では、固定側金型の少なくとも一方の表面が開口した形態を有しているため、冷却液流路の入口部および出口部と冷却管とを直接的に接続させることができる。それ故、冷却液の温度コントロールを的確に行うことができるため、スプル部内を通る溶融樹脂を効率的に冷却することができる。従って、成形サイクルを短縮させることができる利点を有する。又、本発明の一実施形態では、固定側金型の少なくとも一方の表面が開口した形態を有しているため、固定側金型の表面を切削し易く、切削自由度を上げることができる。そのため、ピン等のモールドベースの干渉部を回避するために、固定側金型の少なくとも一方の表面が開口した形態を有する空間領域に非直線状に延在した部分を容易に形成およびメンテナンスすることが可能となる。特に、本発明の一実施形態では、冷却液流路の入口部および出口部と直接的に接続される冷却管の少なくとも一方に可撓性を有する冷却管を用い、当該可撓性を有する冷却管を上記非直線状に延在した部分に沿って配置する。つまり、本発明の一実施形態では、干渉部を回避するように上記非直線状に延在した部分が供され、かつ当該非直線状に延在した部分に沿って配置する冷却管が可撓性を有する。従って、全体として、干渉部を回避するように冷却管を供することが可能となる。 In one embodiment of the present invention, at least one surface of the fixed mold has an open shape, so that the cooling pipe can be directly connected to the inlet and outlet of the coolant flow path. it can. Therefore, the temperature of the coolant can be controlled accurately, and the molten resin passing through the sprue portion can be cooled efficiently. Therefore, there is an advantage that the molding cycle can be shortened. Further, in one embodiment of the present invention, since at least one surface of the fixed mold has an opening, the surface of the fixed mold can be easily cut, and the degree of freedom of cutting can be increased. Therefore, in order to avoid an interference part of the mold base such as a pin, it is easy to form and maintain a non-linearly extending portion in a space region having a form in which at least one surface of the fixed mold is open. Becomes possible. In particular, in one embodiment of the present invention, a flexible cooling pipe is used for at least one of the cooling pipes directly connected to the inlet and the outlet of the coolant flow path, and the flexible cooling pipe is used. A tube is positioned along the non-linearly extending portion. That is, in one embodiment of the present invention, the non-linearly extending portion is provided so as to avoid the interference portion, and the cooling pipe arranged along the non-linearly extending portion is flexible. Has the property. Therefore, it is possible to provide the cooling pipe so as to avoid the interference part as a whole.
以下、本発明の一実施形態に係る射出成形用金型1の実施形態について説明する。
Hereinafter, an embodiment of an
図1Aは、本発明の一実施形態に係る射出成形用金型1の部分概略断面図である。本発明の一実施形態に係る射出成形用金型1は、固定側金型2と固定側金型2内に形成されたスプルブッシュ3とを有して成る。スプルブッシュ3は、図1Bに示すように、スプルブッシュ基部4および該スプルブッシュ基部4と一体化したフランジ部5から構成されている。又、スプルブッシュ3は、その内部に可動側金型および固定側金型2により形成されるキャビティ内に溶融樹脂を注入するためのスプル部6および冷却液流路を有して成る。なお、図1Cに示すように、冷却液流路7は、スプル部6の周縁を取り囲むように設けられている。又、固定側金型2は、固定側取付板8および固定側型板9を有して成る。又、本発明の一実施形態に係る射出成形用金型1では、更に、図1Aに示すようにスプルブッシュ3のフランジ部5の側面に冷却水を通す冷却管10が、接合部材15、具体的には雌ねじを介して直接的に接続されている。なお、接合部材15は雌ねじに限定されず、雄ねじや冷却ジョイント16であってよい。具体的には、冷却管10が、フランジ部5の両側側面に露出した冷却液流路の入口部11および出口部12と直接的に接続されている。すなわち、冷却液流路の入口部11および出口部12が、スプルブッシュ3の両側側面に相互に対向するように設けられている。又、図1Aに示すように、空間領域14は、スプルブッシュ3の構成要素であるスプル部6の延在方向に対して垂直であることが好ましい。又、図2Aに示すように、冷却管10は、固定側取付板8の上側部内に形成された溝部13に沿って設けられている。なお、本明細書では、スプルブッシュ射出口側を固定側取付板8、すなわち固定側金型2の「下側」、スプルブッシュ射出口に対向する側を固定側取付板8、すなわち固定側金型2の「上側」と規定する。すなわち、冷却管10は、固定側取付板8の上側部の表面の一部が開口した形態を有する空間領域14に沿って設けられている。なお、図2Bに示すように、固定側取付板8の上側部内に形成された溝部13に沿って冷却管10を設けた後、固定側取付板8と固定側型板9とが接合される。又、図10に示すように、まず、スプルブッシュ3およびスプルブッシュ3のフランジ部5の両側側面に接続した冷却管10を固定側取付板8の上側部内に形成された溝部13に沿って設ける。次いで、この溝部13に沿って設けたスプルブッシュ3およびスプルブッシュ3のフランジ部5の両側側面に接続した冷却管10を、ロケーティング・リング22により固定する。これにより、本発明の一実施形態に係る射出成形用金型1が得られる。
FIG. 1A is a partial schematic cross-sectional view of an
冷却管10が冷却液流路の入口部11および出口部12と直接的に接続されていることで、冷却液の温度コントロールをより的確に行うことができる。それ故、スプル部6内を通る溶融樹脂を効率的に冷却することができ、成形サイクルを短縮させることができる。これにより、得られる成形品の生産効率を向上させることができる。又、冷却管10が固定側取付板8の上側部内に形成された空間領域14に沿って設けられているため、外部から冷却管10を視覚的に確認できる状態となっている。それ故、固定側取付板8、すなわち、固定側金型2の表面を切削し易く、切削自由度を上げることができる。すなわち、冷却管10にアクセスし易いのである。これにより、空間領域14内のメンテナンスが容易となる利点を有する。
Since the cooling
上記で記載する冷却管10は、(1)冷却液流路の入口部11および出口部12と直接的に接続されていること、(2)固定側取付板8の上側部内に形成された空間領域14に沿って設けられていることを特徴とする。しかしながら、本発明の射出成形用金型1は上記実施形態に限定されず、図1Aの波線に示すように、冷却管10が、固定側取付板8の上側部や下側部、固定側型板9の上側部や下側部に構成されてよい。
The cooling
従って、以下、本発明の射出成形用金型1の別の実施形態について説明する。
Therefore, hereinafter, another embodiment of the
まず、空間領域14は、図3Aに示すように固定側取付板8の下側部内に形成されてよい。又、空間領域14は、図3Bに示すように固定側型板9の上側部内に形成されてよい。又、空間領域14は、図3Cに示すように固定側型板9の下側部内に形成されてよい。又、空間領域14は、図3Dに示すように固定側取付板8の下側部の一部と固定側型板9の上側部の一部との間に形成されてよい。すなわち、空間領域14は、必ずしも1つの部材内の一部に形成される必要はなく、少なくとも2つの部材内に形成されてよいのである。又、吸入側の冷却管10を設ける空間領域14と排出側の冷却管10を設ける空間領域14とは面一状である必要はない。例えば、図3Eに示すように、吸入側の冷却管10を設ける空間領域14は固定側取付板8の上側部内に形成され、排出側の冷却管10を設ける空間領域14は固定側型板9の下側部内に形成されてよい。又、この逆であってもよい。
First, the
又、フライス加工により空間領域14を自在に規定可能であるため、空間領域14を非直線状に延在した形態にすることができる。それ故、空間領域14に沿って設ける冷却管10として、可撓性部材、例えばフレキシブル・ホースを用いることができる。これにより、モールドベースの干渉部を回避することができる。又、冷却管10として可撓性部材を用いることが可能であるため、配置形態の自由度を上げることができる。
Further, since the
従って、以下、本発明の射出成形用金型1の更なる別の実施形態について説明する。
Therefore, hereinafter, still another embodiment of the
まず、冷却管10は、図4Aに示すようにフランジ部5の主面に露出した冷却液流路の入口部および出口部と直接的に接続されてよい。すなわち、冷却管10は直線状ではなく非直線状の形態を有している。又、冷却管10は、図4Bに示すようにフランジ部5の主面に対向する面に露出した冷却液流路の入口部および出口部と直接的に接続されてよい。又、吸入側の冷却管10は、図4Cに示すようにフランジ部5の主面に露出した冷却液流路の入口部11と直接的に接続され、排出側の冷却管10は、スプルブッシュ基部4の側面に露出した冷却液流路の出口部12と直接的に接続されてよい。又、この逆であってよい。又、吸入側の冷却管10は、図4Dに示すようにフランジ部5の主面に露出した冷却液流路の入口部11と直接的に接続され、排出側の冷却管10は、フランジ部5の主面に対向する面に露出した冷却液流路の出口部12と直接的に接続されてよい。又、この逆であってよい。又、吸入側の冷却管10は、図4Eに示すようにフランジ部5の側面に露出した冷却液流路の入口部11と直接的に接続され、排出側の冷却管10は、フランジ部5の主面に対向する面に露出した冷却液流路の出口部12と直接的に接続されてよい。又、この逆であってよい。
First, as shown in FIG. 4A, the cooling
又、好ましくは、空間領域14は、スプルブッシュ3の射出口付近に至るように形成されていることが望ましい。これにより、スプルブッシュ3の射出口付近の溶融樹脂を素早く固化させることができるので、金型を開くタイミングをより早くすることができる。従って、成形時間をより短くすることができ、得られる成形品の生産効率をより向上させることができる。
Preferably, the
又、図5Aに示すように、必ずしも冷却液流路の入口部11および出口部12は、スプルブッシュ3の両側側面に相互に対向するように設けられている必要はない。つまり、冷却液流路の入口部11および出口部12は、スプルブッシュ3の側面の任意の箇所に設けられてよい。例えば図5Bに示すように、冷却液流路の入口部11および出口部12の双方が、スプルブッシュ3の片側側面に設けられていてよい。これにより、本発明の射出成形用金型1の小型化を実現することができる。又、前述のとおり、フライス加工により空間領域14を自在に規定可能であるため、空間領域14を非直線状に延在した形態にすることができる。それ故、図5Cに示すように、空間領域14に沿って設ける吸入側又は排出側の冷却管10にフレキシブル・ホース17を用いることができる。これにより、ピン等のモールドベースの干渉部18を回避することができる。なお、空間領域14に沿って設ける吸入側、排出側の冷却管10のいずれにもフレキシブル・ホース17を用いてもよい。
Further, as shown in FIG. 5A, the
又、上記で説明する空間領域14は、図6Aに示すように、いずれも固定側取付板8又は固定側型板9、すなわち固定側金型2の表面の一部が開口した形態を有している。しかしながら、空間領域14はこれに限定されず、例えば図6Bに示すように固定側金型2の一方の表面から他方の表面まで連続的に開口した形態を有していてよい。又、図6Cに示すように、空間領域14は、固定側金型2を構成する2つのサブ金型21の間に形成された間隙部の形態を有していてよい。更に、図6Dに示すように、空間領域14は、固定側金型2を構成する3つのサブ金型21の間に形成された間隙部の形態を有していてよい。当然のことながら、空間領域14は、固定側金型2を構成する4つ以上のサブ金型21の間に形成された間隙部の形態を有していてよい。
As shown in FIG. 6A, the
<実施例1>
以下の条件の下、成形品を得た。
樹脂材料:PPWW567w3952
金型:(寸法)300mm×500mm×345mm/(質量)403kg
成形機:日精ES2000
<Example 1>
A molded article was obtained under the following conditions.
Resin material: PPWW567w3952
Die: (dimensions) 300 mm x 500 mm x 345 mm / (mass) 403 kg
Molding machine: Nissei ES2000
図8Aおよび図8Bに示すように、本発明の一実施形態に係る射出成形用金型1では、従来の量産金型と比べて溶融樹脂の冷却時間を13sから8sに短縮することができ、その結果、成形サイクルを全体として25.7%(35s→26s)に短縮することができた。
As shown in FIGS. 8A and 8B, in the
本発明の一実施形態に係る射出成形用金型1を用いた場合、図8Cの写真図に示すように、溶融樹脂の冷却温度を適切に制御して溶融樹脂の冷却を十分に行うことができたので、スプル・ランナー部は良好な状態であった。これに対し、従来の量産金型を用いた場合、図8Dに示すように、溶融樹脂の冷却温度を適切に制御できず、溶融樹脂の冷却が不十分であったので、スプル・ランナーが折れてしまい連続成形できなかった。
When the
<実施例2>
図9Aおよび図9Bに示すように、本発明の一実施形態に係る射出成形用金型1では、従来の量産金型と比べて溶融樹脂の冷却時間を39sから25sに短縮することができ、その結果、成形サイクルを全体として30.8%(65s→45s)に短縮することができた。
<Example 2>
As shown in FIGS. 9A and 9B, in the
本発明の一実施形態に係る射出成形用金型1を用いた場合、溶融樹脂の冷却温度を適切に制御して溶融樹脂の冷却を十分に行うことができたので、スプルが伸びる現象は生じなかった。なお、冷却工程の間のスプルブッシュ3の温度解析を行ったところ、図9Cに示すように、スプルブッシュの射出口付近の温度が、スプルブッシュの他の部分よりも十分に冷却されていることが分かった。これに対し、従来の量産金型を用いた場合、溶融樹脂の冷却温度を適切に制御できず、溶融樹脂の冷却が不十分であったので、スプルが伸びる現象が発生した。それ故、型開きの際に引っかかるため連続成形できなかった。
When the
本発明の一実施形態に係る金型は、射出成形用金型として用いることができる。 The mold according to one embodiment of the present invention can be used as an injection mold.
1 射出成形用金型
2 固定側金型
3 スプルブッシュ
4 スプルブッシュ基部
5 フランジ部
6 スプル部
7 冷却液流路
8 固定側取付板
9 固定側型板
10 冷却管
11 冷却液流路の入口部
12 冷却液流路の出口部
13 溝部
14 空間領域
15 接合部材
16 冷却ジョイント
17 フレキシブル・ホース
18 モールドベースの干渉部
19 Oリング
20 水管経路
21 サブ金型
22 ロケーティング・リング
REFERENCE SIGNS
Claims (17)
前記冷却液流路の入口部および出口部のそれぞれが、前記固定側金型に形成された空間領域に沿って配置された冷却管と直接的に接続されており、
前記空間領域は、前記固定側金型の少なくとも一方の表面が開口した形態を有し、かつ非直線状に延在した部分を含み、
前記入口部および前記出口部と直接的に接続された前記冷却管の少なくとも一方が可撓性を有し、該可撓性を有する該冷却管が前記空間領域の前記非直線状に延在した部分に沿って配置されていることを特徴とする、金型。 A movable mold, a fixed mold, and a sprue bush provided with a coolant passage provided in the fixed mold, a mold including:
Each of the inlet portion and the outlet portion of the cooling liquid flow path is directly connected to a cooling pipe arranged along a space region formed in the fixed mold,
The space region has a form in which at least one surface of the fixed mold is open, and includes a portion that extends in a non-linear manner,
At least one of the cooling pipes directly connected to the inlet and the outlet has flexibility, and the flexible cooling pipe extends in the non-linear manner in the space region. A mold characterized by being arranged along a part.
前記空間領域が、前記少なくとも2つの前記サブ金型の間に形成された間隙部の形態を有していることを特徴とする、請求項3に記載の金型。 The mold comprises at least two sub-molds,
The mold according to claim 3, wherein the space region has a form of a gap formed between the at least two sub molds.
前記空間領域が、前記固定側取付板の上側表面および下側表面の少なくとも一方、並びに/又は、前記固定側型板の上側表面および下側表面の少なくとも一方に構成されていることを特徴とする、請求項1又は2に記載の金型。 The fixed mold includes a fixed mounting plate and a fixed mold plate,
The space region is configured on at least one of an upper surface and a lower surface of the fixed-side mounting plate, and / or at least one of an upper surface and a lower surface of the fixed-side template. The mold according to claim 1.
前記空間領域が、前記スプル部の延在方向に対して直交する方向に延在していることを特徴とする、請求項1〜10のいずれかに記載の金型。 The sprue bush has a sprue portion,
The mold according to claim 1, wherein the space region extends in a direction orthogonal to an extending direction of the sprue portion.
前記固定側金型の少なくとも一方の表面を開口させ、それによって該固定側金型に非直線状に延在する部分を含む空間領域を形成する工程、および
前記固定側金型に形成した前記空間領域に沿って冷却管を配置して、前記冷却液流路の入口部および出口部と直接的に接続させる工程を含んで成り、
前記入口部および前記出口部と直接的に接続させる前記冷却管の少なくとも一方に可撓性を有する該冷却管を用い、該可撓性を有する該冷却管を前記空間領域の前記非直線状に延在する部分に沿って配置することを特徴とする、製造方法。 A movable mold, a fixed mold, and a sprue bush provided with a coolant passage provided in the fixed mold, a method for manufacturing a mold comprising:
Opening at least one surface of the fixed mold, thereby forming a space region including a portion extending non-linearly in the fixed mold; and forming the space formed in the fixed mold. Arranging a cooling pipe along the region and directly connecting the cooling pipe to an inlet and an outlet of the cooling liquid flow path,
The flexible cooling pipe is used for at least one of the cooling pipes directly connected to the inlet section and the outlet section, and the flexible cooling pipe is formed in the non-linear shape of the space region. A manufacturing method characterized by being arranged along an extending part.
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