KR100306128B1 - 자동차 내부 패널의 부분 발포방법 및 그 제조장치의 하부 발포금형 - Google Patents

자동차 내부 패널의 부분 발포방법 및 그 제조장치의 하부 발포금형 Download PDF

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Abstract

본 발명은 자동차의 내부 패널에 관한 것으로 더욱 상세하게는, 코어층과 폼층 및 스킨층으로 이루어져 자동차의 실내 내벽을 형성하는데 사용되는 내부 패널의 부분 발포방법 및 그 제조장치의 하부 발포금형에 관한 것이다.
이를 위하여 본 발명은, 리어코어층(11)과 프런트코어층(16)을 일체로 형성한 하나의 유니티코어층(20)을 마련하고, 상기 유니티코어층(20)에서 폼층(18)을 형성할 부위에는 별도의 프런트스킨층(17)을 부분 발포에 의하여 결합시킬 수 있도록 하여 자동차 내부 패널에 부분적으로 폼층(18)을 용이하게 형성할 수 있는 제조방법과 그에 따른 개량된 하부 발포금형(45)을 제공하여 자동차 내부 패널을 제작할 때 발생하던 중복 공정을 없앨 수 있으며, 자동차 내부 패널의 구성을 단순화할 수 있어 제품의 불량이 적으며 제품의 제작에 필요한 인력과 시간 및 재료의 낭비를 미연에 줄일 수 있도록 하였다.

Description

자동차 내부 패널의 부분 발포방법 및 그 제조장치의 하부 발포금형{The part foaming method of a car's inner panel and the lower part foaming mold for the above method}
본 발명은 자동차의 내부 패널에 관한 것으로 더욱 상세하게는, 코어층과 폼층 및 스킨층으로 이루어져 자동차의 실내 내벽을 형성하는데 사용되는 내부 패널의 부분 발포방법 및 그 제조장치의 하부 발포금형에 관한 것이다.
자동차 내부에 설치되는 패널은 통상적으로 코어층과 스킨층의 두 겹으로 이루어진 리어패널과, 코어층과 스킨층 및 폼층의 세 겹으로 이루어지는 프런트패널의 결합으로 이루어진다.
상기에서 코어층은 패널의 전체적인 형상을 유지시켜주고, 스킨층은 패널 외관 형상을 마무리하여 심미감을 높이며, 코어층과 스킨층사이에 위치한 폼층은 발포액을 발포시켜 제작되는 쿠션재의 일종으로 패널의 감촉을 향상시키는 동시에 자동차 사고가 발생했을 때 탑승자가 패널과 부딪혀서 발생하는 충격을 흡수하여 탑승자의 부상을 최소화하는 역할을 한다.
상기와 같이 구성되는 패널은 예를 들어 하나의 인스트루먼트 패널이라도 폼층이 형성되는 부위와 폼층이 형성되지 않는 부위로 나뉘는데, 폼층이 형성되는 부위는 차종에 따라 다르게 제작되는 특징이 있다.
상기와 같은 내부 패널의 종래 제작방법을 도 1과 도 2를 참고하여 설명하면 다음과 같다.
도 1은 스킨층 성형기(30)로 리어코어층(11)에 리어스킨층(12)을 일체화시키는 것을 개략적으로 도시한 것으로서, 리어코어층(11)에 리어스킨층(12)을 일체화시키기 위해서는 사출 성형으로 제작된 리어코어층(11)을 마련한 후, 상기 리어코어층(11)에 연화(軟化)된 리어스킨층(12)을 덮어 씌워서 결합하는 것으로 이를 상세히 설명하면 다음과 같다.
도시된 바와 같이, 스킨층 성형기(30)의 전방에는 스킨층의 원단인 시트(31)가 보빈(32)에 감겨서 이송부(33)에 의해 후방으로 이송되는데, 상기 이송부(33)는 소정의 공간부(35)에 의해 이격되어 있으며 상기 공간부(35)의 상하부에는 히터(34)를 설치하여 시트(31)가 공간부(35)에서 설정된 시간동안 머무를 때 시트(31)에 고온의 열을 가하여 연화시키게 된다.
상기와 같이 공간부(35)에서 연화된 시트(31)는 이송부(33)의 후방에 위치한 진공성형기(36)의 상부로 이송된다.
한편, 리어스킨층(12)과 일체로 결합될 리어코어층(11)은 별도의 사출 성형에 의하여 제작이 완료된 후 연화된 시트(31)가 진공성형기(36)의 상부에 도착하기 전에 리어코어층(11)을 진공성형기(36)의 상부에 형합되도록 안치한다.
상기와 같이 리어코어층(11)이 셋팅된 진공성형기(36)의 상부를 연화된 시트(31)가 덮게 되면 진공성형기(36)는 상부로 소정 높이 상승하면서 공기를 흡입하여 시트(31)와 리어코어층(11)사이를 진공상태로 만들게 된다.
상기와 같이 시트(31)와 리어코어층(11)사이가 진공상태가 되면, 연화된 시트(31)가 리어코어층(11)에 밀착되면서 리어코어층(11)과 동일한 형태로 굴곡지게 되고, 상기와 같이 시트(31)가 리어코어층(11)의 상부에 형합되어 완전히 결합되면 리어스킨층(12)과 리어코어층(11)이 일체화되는 것이다.
상기와 같이 리어코어층(11)과 리어스킨층(12)이 일체화 된 상태에서 리어스킨층(12)의 불필요한 부위를 절단 및 마감 처리하면 내부 패널 중 폼층(18)이 형성되지 않는 리어패널(10)의 리어코어층(11)과 리어스킨층(12)의 일체화 공정이 완료되는 것이다.
한편, 상기의 공정에서 진공성형기(36)에 코어층을 안치하지 않은 상태에서 스킨층만을 따로 제작할 수 있는데, 상기와 같이 스킨층만을 따로 제작하는 것은 폼층(18)이 형성되는 프런트패널(15)에 사용되는 프런트스킨층(17)을 제작하기 위한 것으로 도 2를 참고하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 2는 종래 내부 패널의 제조공법 중 폼층(18)이 형성된 프런트패널(15)을 폼층(18)이 형성되지 않은 리어패널(10)에 결합하는 것을 보인 단면도이다.
리어코어층(11)과 리어스킨층(12)만이 일체화 된 리어패널(10)에 폼층(18)이 형성된 프런트패널(15)을 결합시키기 위해서는 우선, 폼층(18)이 형성된 프런트패널(15)을 제작하여야 하는 바, 그 제조 방법은 다음과 같다.
먼저, 프런트코어층(16)을 사출 성형으로 제작하여 마련한 후, 상기에서 간략히 설명한 대로 프런트코어층(16)과 형합되는 프런트스킨층(17)을 스킨층 성형기(30)에서 별도로 제작한다.
상기와 같이 프런트코어층(16)과 프런트스킨층(17)을 각각 마련한 후, 본 발명의 상세한 설명에서 후술할 하부 발포금형에 프런트스킨층(17)의 후면이 상측을 향하도록 안착시킨다.
상기와 같이 프런트스킨층(17)이 하부 발포금형에 안치되면, 상기 프런트스킨층(17)의 배면에는 발포액(18a)을 골고루 도포하고, 상기 발포액(18a)이 도포된 프런트스킨층(17)의 배면 상부에는 프런트코어층(16)을 프런트스킨층(17)에 형합되도록 안치시킨 후 상부 발포금형을 닫아서 열과 압력을 가하여 발포액(18a)을 발포시켜 폼층(18)을 형성하면 프런트패널(15)이 제작된다.
상기와 같은 공정에 의하여 제작된 프런트패널(15)의 후면에는 볼트부(16a)를 몰딩성형하여 리어패널(10)의 리어코어층(11)에 형성된 체결공(11a)에 볼트부(16a)를 체결하면 프런트패널(15)과 리어패널(10)이 결합되어 자동차의 내부 패널이 완성된다.
그러나, 상기와 같이 제작되는 종래의 내부 패널은 리어패널(10)과 프런트패널(15)을 각각 따로 제작할 때 각각의 리어코어층(11)과 프런트코어층(16)을 따로 사출 성형하여야 하는 중복되는 공정의 문제점이 있으며 각각의 공정이 복잡할 뿐만 아니라 그에 따른 재료의 낭비와 인력의 낭비 및 작업효율이 저하되는 문제점들이 있었으나 이를 해소할 수 있는 별다른 수단은 제공되지 못하였다.
본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 제공된 것으로, 본 발명은 리어코어층과 프런트코어층을 일체로 형성한 하나의 유니티코어층을 마련하고, 상기 유니티코어층에서 폼층을 형성할 부위에는 별도의 프런트스킨층을 부분 발포에 의하여 결합시킬 수 있도록 하여 자동차 내부 패널에 부분적으로 폼층을 용이하게 형성할 수 있는 제조방법과 그에 따른 개량된 발포금형을 제공하여 자동차 내부 패널을 제작할 때 발생하던 중복 공정을 없앨 수 있으며, 자동차 내부 패널의 구성을 단순화할 수 있어 제품의 불량이 적으며 제품의 제작에 필요한 인력과 시간 및 재료의 낭비를 미연에 줄일 수 있도록 하는 것을 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제로 한다.
도 1은 스킨층 성형기로 코어층에 스킨층을 일체화시키는 리어패널 제조 공정을 개략적으로 도시한 도면.
도 2는 종래 내부 패널의 제조공법 중 폼층이 형성된 프런트패널을 폼층이 형성되지 않은 리어패널에 결합하는 것을 보인 단면도.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 부분 발포공정을 도시한 공정도.
도 4는 본 발명의 이실시예에 따른 부분 발포공정을 도시한 공정도.
도 5는 본 발명의 부분 발포공정에 사용되는 하부 발포금형을 보인 단면도.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
10 : 리어패널 11 : 리어코어층 11a : 체결공
12 : 리어스킨층 15 : 프런트패널 16 : 프런트코어층
16a : 볼트부 17 : 프런트스킨층 17a : 절곡부
18 : 폼층 18a : 발포액 19 : 접착제
20 : 유니티코어층 21 : 주입공 30 : 스킨층 성형기
31 : 시트 32 : 보빈 33 : 이송부
34 : 히터 35 : 공간부 36 : 진공성형기
40 : 상부 발포금형 45 : 하부 발포금형 46 : 지지편
50 : 발포액 주입기
이하 본 발명의 구성 및 작용을 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 부분 발포공정을 도시한 공정도이고, 도 4는 본 발명의 이실시예에 따른 부분 발포공정을 도시한 공정도이며, 도 5는 본 발명의 부분 발포공정에 사용되는 하부 발포금형을 보인 단면도로서, 도면 부호 중 미설명 부호 50은 발포액 주입기를 나타낸 것이다.
도 3내지 도 5에 도시된 바와 같이 본 발명은 자동차 내부 패널의 부분 발포방법과 그 제조장치의 하부 발포금형에 관한 것으로, 본 발명의 일실시예에 따른 자동차 내부 패널의 부분 발포방법은 다음과 같다.
우선, 리어패널(10)의 리어코어층(11)에 폼층(18)이 형성될 프런트패널(15)의 프런트코어층(16)을 일체로 사출 성형하는 유니티코어층 제작단계를 마련하여 리어코어층(11)과 프런트코어층(16)이 일체로 형성된 유니티코어층(20)을 제작한다.
상기와 같이 유니티코어층 제작단계 후, 유니티코어층(20)을 도 1에 도시된 스킨층 성형기(30)에서 리어스킨층(12)과 일체화시키는 스킨층 일체화 단계를 마련하여 유니티코어층(20)과 리어스킨층(12)을 결합한다.
또한, 상기 스킨층 성형기(30)에서는 유니티코어층(20)에 폼층(18)이 형성될 별도의 프런트스킨층(17)을 제작하는 프런트스킨층 제작단계를 마련하되, 스킨층 일체화 단계와 프런트스킨층 제작단계의 순서는 바뀌어도 무방하다.
상기와 같이 스킨층 성형기(30)에서 제작된 프런트스킨층(17)은 배면이 상측을 향하도록 하부 발포금형(45)에 안치하고, 프런트스킨층(17)의 내부에는 발포액(18a)을 도포한 후 프런트스킨층(17)의 상부에 유니티코어층(20)을 형합되게 안치하는 스킨층 형합단계를 마련하여 유니티코어층(20)과 발포액(18a)이 도포된 프런트스킨층(17)을 서로 형합되도록 맞닿게 한 후 상기 하부 발포금형(45)과 한 조를 이루는 상부 발포금형(40)을 닫는다.
상기와 같이 스킨층 형합단계 후, 프런트스킨층(17)의 내부에 발포된 발포액(18a)을 열과 압력을 가하여 발포시켜서 폼층(18)을 형성하는 폼층 형성단계를 마련하여 유니티코어층(20)의 소정 위치에 폼층(18)이 형성된 프런트스킨층(17)을 결합시키게 되면 본 발명의 일실시예에 따른 자동차 내부 패널을 제작할 수 있게 된다.
또한, 본 발명의 이실시예에 따른 자동차 내부 패널의 부분 발포방법은 다음과 같다.
우선, 리어패널(10)의 리어코어층(11)에 폼층(18)이 형성될 프런트패널(15)의 프런트코어층(16)을 일체로 사출 성형하는 유니티코어층 제작단계를 마련하여 리어코어층(11)과 프런트코어층(16)이 일체로 형성된 유니티코어층(20)을 제작하되 폼층(18)이 형성될 유니티코어층(20)의 소정 위치에는 다수 개의 주입공(21)을 형성한다.
상기와 같이 주입공(21)이 형성된 유니티코어층 제작단계 후, 유니티코어층(20)을 스킨층 성형기(30)에서 리어스킨층(12)과 일체화시키는 스킨층 일체화 단계를 마련하여 유니티코어층(20)과 리어스킨층(12)을 결합한다.
또한, 상기 스킨층 성형기(30)에서는 유니티코어층(20)에 폼층(18)이 형성될 별도의 프런트스킨층(17)을 제작하는 프런트스킨층 제작단계를 마련하되 프런트스킨층(17)의 말단 테두리를 내측 또는 외측으로 절곡시켜서 제작한다.
상기에서 스킨층 일체화 단계와 프런트스킨층 제작단계의 순서는 바뀌어도 무방하다.
상기와 같이 스킨층 성형기(30)에서 제작된 프런트스킨층(17)은 배면이 상측을 향하도록 하부 발포금형(45)에 안치하여 프런트스킨층(17)의 절곡된 절곡부(17a)의 상부에 접착제(19)를 도포하고, 프런트스킨층(17)의 상부에는 유니티코어층(20)을 형합되게 안치하는 스킨층 형합단계를 마련하여 유니티코어층(20)과 프런트스킨층(17)을 서로 형합되도록 맞닿게 한 후 상기 하부 발포금형(45)과 한 조를 이루는 상부 발포금형(40)을 닫는다.
그리고, 상기와 같이 스킨층 형합단계 후, 유니티코어층(20)에 형성된 주입공(21)에 발포액(18a)을 주입하여 발포액(18a)을 발포시켜서 폼층(18)을 형성하는 폼층 형성단계를 마련한다.
상기와 같은 방법으로 유니티코어층(20)의 소정 위치에 폼층(18)이 형성된 프런트스킨층(17)을 결합시키게 되면 본 발명의 이실시예에 따른 자동차 내부 패널을 제작할 수 있게 된다.
한편, 본 발명의 부분 발포공정에 사용되는 하부 발포금형(45)은, 프런트스킨층(17)이 안치되는 테두리에 다수 개의 지지편(46)을 소정 높이 수직으로 부가 설치한 것으로, 스킨층 성형기(30)에서 제작된 프런트스킨층(17)이 하부 발포금형(45)에 안치될 때 상기 지지편(46)이 프런트스킨층(17)의 테두리를 수직으로 지지한 상태에서 유니티코어층(20)이 프런트스킨층(17)에 결합되므로 매우 용이하게 원하는 형상의 내부 패널을 불량없이 제작할 수 있다.
이와 같이 구성된 본 발명의 작용을 첨부된 도면을 참고하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.
도 3에 도시된 바와 같이 본 발명의 일실시예에 따른 부분 발포방법은, 종래와는 달리 리어코어층(11)과 프런트코어층(16)을 하나의 공정에 의해 일체로 제작한 유니티코어층(20)을 마련한 후, 유니티코어층(20)에서 폼층(18)이 형성되지 않는 부위에는 스킨층 성형기(30)에서 리어스킨층(12)을 결합하고, 폼층(18)이 형성될 부위의 유니티코어층(20)에는 테두리가 형합되는 프런트스킨층(17)을 따로 제작하여 프런트스킨층(17)을 하부 발포금형(45)에 안치시킨 후 프런트스킨층(17)의 내부에 발포액(18a)을 도포한다.
상기와 같이 발포액(18a)이 도포된 프런트스킨층(17)의 상부에는 유니티코어층(20)을 형합되게 안치시킨 다음 상부 발포금형(40)을 닫고 열과 압력을 가하면 발포액(18a)이 발포되어 폼층(18)을 형성하면서 프런트스킨층(17)과 유니티코어층(20)이 결합된다.
상기와 같은 방법으로 제작되는 내부 패널은 하나의 유니티코어층(20)에 리어스킨층(12)을 결합한 후 부분 발포에 의하여 폼층(18)을 형성할 수 있으므로, 종래에서 리어코어층(11)과 프런트코어층(16)을 따로 제작하여야 하는 이중 공정을 미연에 방지할 수 있고, 프런트패널(15)을 리어패널(10)에 결합시키기 위해 프런트코어층(16)에 볼트부(16a)를 몰딩형성하는 공정도 없앨 수 있으며 그에 따른 자동차 내부 패널의 구성도 단순화 할 수 있게 된다.
또한, 도 4에 도시된 본 발명의 이실시예에 따른 부분 발포방법은 본 발명의 일실시예와 대부분의 공정이 동일하나 다만, 프런트스킨층(17)의 말단 테두리를 외측 또는 내측으로 절곡시켜 제작하여 하부 발포금형(45)에 안치시킨 다음, 프런트스킨층(17)의 절곡된 절곡부(17a)의 상부에 접착제(19)를 도포하여 유니티코어층(20)에 프런트스킨층(17)을 접착시키면서 안치시킨다.
상기와 같이 유니티코어층(20)이 프런트스킨층(17)의 절곡부(17a) 상부에 도포된 접착제(19)에 의해 접착되면서 안치되면, 상기 유니티코어층(20)에 형성된 주입공(21)으로 발포액(18a)을 주입한 후 발포액(18a)을 발포시켜 폼층(18)을 형성하게 되는 것이다.
상기와 같이 제작되는 내부 패널은 프런트스킨층(17)과 유니티코어층(20)이접착제(19)로 접착되어 완벽히 밀폐된 상태에서 발포액(18a)을 발포시키기 때문에 일실시예에서 발생할 수 있는 내부 패널의 불량, 예를 들어 발포액(18a)이 발포되어 폼층(18)이 형성될 때 발포액(18a) 또는 폼층(18)이 프런트스킨층(17)과 유니티코어층(20)사이에 형성된 틈새로 유출되거나 새어나오는 것을 방지할 수 있으며, 유니티코어층(20)과 프런트스킨층(17)이 접착제(19)와 폼층(18)에 의해서 이중으로 결합되므로 한층 견고한 내부 패널을 제작할 수 있는 것이다.
한편, 도 5에 도시된 본 발명의 하부 발포금형(45)은 프런트스킨층(17)이 안치되는 부위의 테두리에 다수 개의 지지편(46)을 부가 설치하여 자동차 내부 패널을 완성시키는 것을 보인 것으로, 상기 프런트스킨층(17)이 하부 발포금형(45)에 안치될 때 프런트스킨층(17)의 테두리가 지지편(46)에 의해 수직으로 지지되므로 지지편(46)이 설치되지 않았을 때 프런트스킨층(17)의 테두리가 기울어져서 발생할 수 있는 불량 즉, 프런트스킨층(17)은 연질의 재료로 제작되기 때문에 프런트스킨층(17)을 하부 발포금형(45)에 안치한 후 유니티코어층(20)을 상부에 결합할 때 프런트스킨층(17)의 테두리가 기울어져서 상하부 발포금형(40, 45)사이에 끼워지면 원하는 형상의 자동차 내부 패널을 제작할 수 없는 문제점을 미연에 방지할 수 있게 된다.
이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명은, 자동차의 내부 패널을 제작할 때 리어코어층과 프런트코어층을 일체로 형성한 하나의 유니티코어층을 마련하고, 상기 유니티코어층에서 폼층을 형성할 부위에는 별도의 프런트스킨층을 부분 발포에 의하여 결합시킬 수 있도록 하여 자동차 내부 패널에 부분적으로 폼층을 용이하게 형성할 수 있어 종래와는 달리 중복되는 코어층 제작 공정을 없앨 수 있으므로 제작이 간편하고, 그에 따라 제품의 불량이 적으며, 자동차 내부 패널의 구성을 단순화 할 수 있어 제작에 필요한 인력과 시간 및 재료의 낭비를 미연에 줄일 수 있는 효과가 있다.

Claims (3)

  1. 리어코어층(11)과 리어스킨층(12)을 일체화시킨 리어패널(10)의 소정 부위에 폼층(18)을 형성한 프런트패널(15)을 결합하여 이루어지는 자동차 내부 패널의 제조방법에 있어서,
    상기 리어패널(10)의 리어코어층(11)과 폼층(18)이 형성될 프런트패널(15)의 프런트코어층(16)을 일체로 사출 성형하는 유니티코어층 제작단계와,
    유니티코어층(20)을 스킨층 성형기(30)에서 리어스킨층(12)과 일체화시키는 스킨층 일체화단계와,
    유니티코어층(20)에 폼층(18)이 형성될 프런트스킨층(17)을 스킨층 성형기(30)에서 제작하는 프런트스킨층 제작단계와,
    프런트스킨층(17)을 하부 발포금형(45)에 안치하여 프런트스킨층(17)의 내부에 발포액(18a)을 도포한 후 프런트스킨층(17)의 상부에 유니티코어층(20)을 형합되게 안치하는 스킨층 형합단계와,
    스킨층 형합단계 후 프런트스킨층(17)의 내부에 발포된 발포액(18a)을 발포시켜서 폼층(18)을 형성하는 폼층 형성단계로 이루어지는 것을 특징으로 하는 자동차 내부 패널의 부분 발포방법.
  2. 리어코어층(11)과 리어스킨층(12)을 일체화시킨 리어패널(10)의 소정 부위에 폼층(18)을 형성한 프런트패널(15)을 결합하여 이루어지는 자동차 내부 패널의 제조방법에 있어서,
    상기 리어패널(10)의 리어코어층(11)과 폼층(18)이 형성될 프런트패널(15)의 프런트코어층(16)을 일체로 사출 성형한 유니티코어층(20)을 마련하되, 폼층(18)이 형성될 유니티코어층(20)의 소정 위치에는 다수 개의 주입공(21)을 형성한 유니티코어층 제작단계와,
    주입공(21)이 형성된 유니티코어층(20)을 스킨층 성형기(30)에서 리어스킨층(12)과 일체화시키는 스킨층 일체화단계와,
    유니티코어층(20)에 폼층(18)이 형성될 프런트스킨층(17)을 스킨층 성형기(30)에서 제작하는 프런트스킨층 제작단계와,
    프런트스킨층(17)을 하부 발포금형(45)에 안치하여 프런트스킨층(17)의 절곡부(17a)에 접착제(19)를 도포한 후 프런트스킨층(17)의 상부에 유니티코어층(20)을 형합되게 안치하는 스킨층 형합단계와,
    스킨층 형합단계 후 유니티코어층(20)에 형성된 주입공(21)에 발포액(18a)을 주입하여 발포액(18a)을 발포시켜서 폼층(18)을 형성하는 폼층 형성단계로 이루어지는 것을 특징으로 하는 자동차 내부 패널의 부분 발포방법.
  3. 스킨층 성형기(30)에서 제작된 프런트스킨층(17)을 유니티코어층(20)에 결합시키고 부분발포를 시켜 자동차 내부 패널을 완성하는데 사용되는 상하부 발포금형(40, 45)에 있어서,
    상기 하부 발포금형(45)의 프런트스킨층(17)이 안치되는 부위의 테두리에는다수 개의 지지편(46)을 소정 높이 수직으로 설치한 것을 특징으로 하는 자동차 내부 패널의 하부 발포금형.
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