KR20120047848A - 물품 및 물품의 제조 방법 - Google Patents

물품 및 물품의 제조 방법 Download PDF

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KR20120047848A
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footwear
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켈리 비 자비스
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나이키 인터내셔널 엘티디.
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Application filed by 나이키 인터내셔널 엘티디. filed Critical 나이키 인터내셔널 엘티디.
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Abstract

풋웨어, 의복, 운동 장비, 손목 시계줄 등과 같은 다양한 물품 및 이들 물품을 형성하는 방법이 제시된다. 물품은 일반적으로 레이저 소결, 스테레오리소그래피, 고체 침착 모델링 등과 같은 고속 제조 기술을 사용하여 전체적으로 또는 부분적으로 형성된다. 고속 제조의 사용은 맞춤화된 물품의 비교적 경제적이고 시간 효율적인 제조를 허용한다. 물품은 물품의 다양한 영역에 추가의 내구성을 제공하도록 구성된 하나 이상의 보강부를 포함할 수 있다. 게다가, 물품은 단일 고속 제조 프로세스에서 2개 이상의 재료로부터 형성될 수 있다. 고속 제조 적층식 제조 기술은 물품을 형성하기 위해 재료를 융착하도록 다양한 레이저의 강도를 사용하는 것을 또한 포함할 수 있다.

Description

물품 및 물품의 제조 방법{ARTICLES AND METHODS OF MANUFACTURE OF ARTICLES}
관련 출원의 상호 참조
본 출원은 본 명세서에 그대로 참조로서 포함되어 있는 발명의 명칭이 "물품 및 물품의 제조 방법(Articles and Methods of Manufacture of Articles)"인 2008년 10월 21일 출원된 미국 특허 출원 제12/255,496호의 일부 계속 출원이다.
발명의 분야
본 발명은 일반적으로 착용 가능 물품 및 이들 물품의 제조를 위한 방법에 관한 것이다. 더 구체적으로, 본 발명의 양태는 고속 제조 적층식 제조(additive fabrication) 기술을 사용하여 형성된 풋웨어(footwear)의 물품 및 그 부분에 관한 것이다.
풋웨어의 물품, 의복, 운동 장비 등과 같은 다양한 제조된 물품을 형성하기 위한 다양한 제조 프로세스가 존재하고 있다. 예를 들어, 풋웨어의 물품용 중창(midsole)은 사출 성형, 블로우 성형, 압축 성형, 진공 성형 등과 같은 다수의 통상적으로 사용되는 성형 기술들 중 하나를 사용하여 제조될 수 있다. 이들 성형 방법은 종종 몰드로부터 제조된 물품의 편차를 위한 작은 여유를 허용하는 고가의 성형 장비를 필요로 한다. 예를 들어, 성형된 물품의 디자인에 대한 임의의 변경은 일반적으로 새로운 몰드의 생성을 필요로 할 수 있다. 이들 제조 방법은 일반적으로 변경이 성형된 물품 디자인에 이루어질 때마다 고비용의 리툴링(retooling)을 요구한다. 게다가, 성형 프로세스는 몇몇 재료가 후제조 가공 단계에서 성형된 물품으로부터 다듬질될 수 있기 때문에 종종 재료 낭비를 초래한다.
게다가, 통상의 성형 및 물품 제조 방법은 종종 풋웨어의 물품과 같은 물품을 착용자의 특정 요구 또는 필요에 맞춤화하는 능력을 거의 또는 전혀 갖지 않게 한다. 즉, 통상의 풋웨어의 물품, 의복, 운동 장비 등은 종종 대량 생산된다. 몇몇 물품은 다양한 크기로 제조되지만, 물품은 일 특정 사용자의 사양으로 거의 제조되지 않는다.
또한, 풋웨어의 물품과 같은 물품은 굴곡 영역(flex region), 고응력 영역 등과 같은 착용하기 쉬운 영역을 갖는다. 이들 영역에서의 조기 착용은 제품의 사용 수명을 단축시킬 수 있고, 반면 제품의 다른 영역은 의도된 방식으로 고레벨로 계속 기능하는 것이 가능하다.
이하에는 본 발명 및 그 다양한 특징의 기본적인 이해를 제공하기 위해 본 발명의 양태의 일반적인 요약을 제시한다. 이 요약은 임의의 방식으로 본 발명의 범주를 한정하도록 의도된 것은 아니고, 이어지는 더 상세한 설명을 위한 일반적인 개요 및 배경을 간단히 제공한다.
본 발명의 양태는 보강 영역을 포함하는 풋웨어의 물품과 같은 물품에 관한 것이다. 풋웨어의 물품(또는 그 부분)은 통상의 기술 및 재료를 사용하여 형성될 수 있고 그리고/또는 풋웨어의 물품(또는 그 부분)은 고속 표본 기술을 사용하여 형성될 수 있다. 보강 영역은 신발의 제조 중에 신발의 부분으로서 형성될 수 있고 또는 개별적으로 형성되어 접착제, 바느질, 기계적 체결구 등과 같은 공지의 부착 수단을 사용하여 신발에 연결될 수 있다.
본 발명의 다른 양태는 하나 이상의 고속 제조 적층식 제조 기술을 사용하여 형성될 수 있는 다양한 중창 충격 감쇠 구성에 관한 것이다. 예를 들어, 중창은 안창 상의 돌출부에 대응하는 복수의 개구를 포함할 수 있다. 중창 및 안창 조합은 추가의 충격 감쇠를 제공하고, 개구 및 돌출부의 배열은 착용자의 사양, 요구 등에 기초하여 맞춤화될 수 있다.
본 발명의 더 완전한 이해 및 그 특정 장점은 첨부 도면을 고려하여 이하의 상세한 설명을 참조하여 얻어질 수 있다.
도 1은 본 발명에 따라 형성된 예시적인 풋웨어의 물품의 측면도를 일반적으로 도시하는 도면.
도 2는 본 발명의 양태에 따라 형성된 보강 영역을 갖는 예시적인 풋웨어의 물품의 측면도.
도 3은 본 발명의 양태에 따라 형성된 보강 영역을 갖는 다른 예시적인 풋웨어의 물품의 측면도.
도 4는 본 발명의 양태에 따라 형성된 보강 영역을 갖는 다른 예시적인 풋웨어의 물품의 측면도.
도 5는 본 발명의 양태에 따라 상이한 재료로부터 형성되는 예시적인 풋웨어의 물품, 풋웨어의 물품의 부분의 측면도.
도 6a 및 도 6b는 각각 본 발명의 양태에 따라 형성된 대응 개구 및 돌출부를 갖는 중창 충격력 감쇠 시스템의 평면도 및 단면도.
도 7은 본 발명의 양태에 따라 형성된 예시적인 에어백 충격 감쇠 시스템의 도면.
독자는 첨부 도면이 반드시 실제 축적대로 도시되어 있지는 않다는 것을 통지받는다.
본 발명에 따른 다양한 예시적인 구조체의 이하의 설명에서, 첨부 도면을 참조하고, 이 첨부 도면은 명세서의 부분을 형성하고 풋웨어, 손목 시계줄, 의복, 운동 장비 등과 같은 다양한 예시적인 물품 및 이들 물품의 제조를 위한 방법을 예시로서 도시한다. 추가적으로, 부분 및 구조체의 다른 특정 배열이 이용될 수 있고, 구조적 및 기능적 수정이 본 발명의 범주로부터 벗어나지 않고 이루어질 수 있다는 것이 이해되어야 한다. 또한, 용어 "상부", "저부", "전방", "후방", "뒤", "측면" 등이 본 발명의 다양한 예시적인 특징부 및 요소를 설명하기 위해 이 명세서에서 사용될 수 있지만, 이들 용어는 예를 들어 도면에 도시된 예시적인 배향 및/또는 통상의 사용에서의 배향에 기초하여 편의의 문제로서 본 명세서에서 사용된다. 본 명세서에서 어느 것도 본 발명의 범주 내에 포함되기 위해 구조체의 특정 3차원 또는 공간적 배향을 필요로 하는 것으로서 해석되어서는 안된다. 또한, 본 발명은 일반적으로 풋웨어의 물품 및 풋웨어의 물품의 제조 방법에 따라 설명될 것이다. 그러나, 본 발명의 다양한 물품의 제조에 사용될 수 있다.
A. 본 발명의 예에 따른 풋웨어와 같은 물품의 일반적인 설명
일반적으로, 전술된 바와 같이, 본 발명의 양태는 풋웨어, 손목 시계줄, 의복의 물품, 운동 장치 등과 같은 물품에 관한 것이다. 게다가, 본 발명의 양태는 이러한 물품의 제조 방법에 관한 것이다. 본 발명의 양태의 더 상세한 설명이 이어진다.
1. 본 발명에 따른 풋웨어의 물품과 같은 예시적인 물품
본 발명의 일 양태는 풋웨어의 물품과 같은 물품에 관한 것이다. 이러한 풋웨어의 물품은 예를 들어, 갑피(upper) 및 갑피와 결합되는 밑창(sole) 구조체를 포함할 수 있다. 적어도 몇몇 예에서, 갑피 및/또는 밑창 구조체는 레이저 소결, 고체 침착 모델링(solid deposition modeling), 스테레오리소그래피(stereolithography) 등과 같은 고속 제조 기술을 사용하여 형성될 수 있다. 갑피는 인열, 마모, 굴곡 등의 경향이 있을 수 있는 갑피의 영역에서 추가의 내구성, 내마모성 등을 제공하도록 구성된 보강부를 포함할 수 있다. 보강부는 통상의 재료 및 제조 프로세스, 예를 들어 비고속 제조 적층식 제조 기술로 형성될 수 있고, 또는 이들은 하나 이상의 고속 제조 적층식 제조 기술을 사용하여 형성될 수 있다. 보강부는 바느질(stitching), 접착제 등과 같은 공지의 부착 수단을 사용하여 갑피에 연결될 수 있다.
다른 예에서, 풋웨어의 물품의 고속 제조된 갑피 및/또는 밑창 구조체의 부분은 신발의 상이한 영역에 상이한 기계적 특성을 제공하기 위해 상이한 재료로 형성될 수 있다. 예를 들어, 가요성 영역이 신발의 굴곡을 가능하게 하기 위한 가요성과 관련된 특성을 갖는 제1 재료로 형성될 수 있고, 발목 영역과 같은 지지 영역이 강성 및 지지와 관련된 특성을 갖고 제2 재료로 형성될 수 있다. 본 발명에 따른 적어도 몇몇 제품에서, 신발의 다양한 부분이 단일이 고속 제조 프로세스에서 형성될 수 있다.
또 다른 예에서, 풋웨어의 물품의 고속 제조된 갑피 및/또는 밑창 구조체의 부분은 신발의 상이한 영역에 상이한 기계적 특성을 제공하기 위해 다양한 레이저 강도로 융착된 재료로부터 형성될 수 있다. 예를 들어, 끈구멍(eyelet) 영역과 같은 더 큰 경도가 요구되는 영역은 발가락 영역과 같은 가요성이 요구되는 영역보다 높은 강도의 레이저를 수용할 수 있다. 레이저 방사선 강도는 예를 들어, 레이저 파워, 레이저 스캐닝 속도 또는 레이저빔 스폿 크기를 변경함으로써 변경될 수 있다.
본 발명의 특정 예가 이하에 더 상세히 설명된다. 독자는 이들 특정 예가 단지 본 발명의 예를 예시하기 위해 설명되고 이들이 본 발명을 한정하는 것으로서 해석되어서는 안된다는 것을 이해해야 한다.
B. 본 발명의 특정 예
도 1은 본 발명의 양태에 따라 형성된 예시적인 풋웨어(100)의 물품을 일반적으로 도시한다. 풋웨어(100)의 물품은 갑피(102) 및 밑창 구조체(104)를 포함한다. 이하의 재료에서의 참조를 위해, 풋웨어(100)는 3개의 일반적인 영역, 즉 도 1에 도시된 바와 같이 앞발 또는 발가락 영역(111), 중간발 영역(112) 및 뒤꿈치 영역(113)으로 분할될 수 있다. 게다가, 풋웨어(100)는 2개의 측면, 측방향 측면(114) 및 중간 측면(도시 생략)을 포함한다. 측방향 측면(114)은 발의 측방향(외측) 측면을 따라 연장하도록 위치되고, 일반적으로 각각의 영역(111 내지 113)을 통해 통과한다. 유사하게, 중간 측면은 발의 대향 중간(내측) 측면을 따라 연장하도록 위치되고, 일반적으로 각각의 영역(111 내지 113)을 통해 통과한다. 영역(111 내지 113) 및 중간 및 측방향 측면은 풋웨어(100)의 정확한 영역을 경계 한정하도록 의도된 것은 아니다. 오히려, 영역(111 내지 113) 및 중간 및 측방향 측면은 이하의 설명 중에 기준 프레임을 제공하는 풋웨어(100)의 일반적인 영역을 표현하도록 의도된다.
일반적으로, 갑피(102)는 밑창 구조체(104)에 고정되고, 발을 수용하기 위한 캐비티를 형성한다. 캐비티로의 접근은 뒤꿈치 영역(113) 내에 위치된 발목 개구(106)에 의해 제공된다. 신발끈(108)이 갑피(102) 내의 다양한 개구를 통해 연장된다. 신발끈(108)은 발목 개구(106)의 크기를 선택적으로 증가시키고 갑피(102), 특히 끈의 특정 치수를 수정하여 다양한 치수의 발을 수용하기 위해 통상의 방식으로 이용될 수 있다. 다양한 재료가 통상의 갑피를 제조하는데 사용을 위해 적합하다. 통상의 갑피에 사용되는 이들 재료는 예를 들어 함께 바느질되거나 접착제로 접합되는 가죽, 합성 가죽, 고무, 직물 및 폴리머 발포체를 포함한다. 갑피(102)에 이용되는 특정 재료는 내마모성, 가요성, 공기 투과성, 수분 제어 및 편안함을 부여하도록 선택될 수 있다. 몇몇 통상의 배열에서, 상이한 재료가 이들 영역에 특정 특성을 부여하기 위해 갑피(102)의 상이한 영역 내에 합체될 수 있다. 더욱이, 재료는 특정 영역에 특성의 조합을 제공하기 위해 적층될 수 있다. 본 발명의 양태에 따르면, 갑피(102)는 이하에 더 상세히 설명되는 바와 같이, 열가소성 엘라스토머와 같은 적합한 재료로부터 고속 제조 적층식 제조 기술을 사용하여 형성될 수 있고, 통상의 방법을 사용하여, 뿐만 아니라 고속 제조 적층식 제조를 사용함으로써 형성된 다양한 보강부를 포함할 수 있다.
밑창 구조체(104)가 갑피(102)의 하부면에 고정되고, 겉창(outsole)(120) 및 중창(122)을 포함한다. 겉창(120)은 밑창 구조체(104)의 지면 결합면(ground-engaging surface)을 형성하고, 내구성의 내마모성 재료로 형성된다. 통상의 밑창 구조체는 트랙션을 향상시키기 위해 조직화된 고무로 형성된다. 본 발명의 양태에 따르면, 겉창(120) 및/또는 중창(122)은 이하에 더 상세히 설명되는 바와 같이, 고속 제조 적층식 제조 기술을 사용하여 열가소성 엘라스토머로 형성될 수 있다. 몇몇 실시예에서, 겉창(120)은 중창(122)과 일체로 형성될 수 있고 또는 중창(122)의 하부면일 수 있다. 몇몇 통상의 중창은 중창(122) 내에 발포체형 코어형 충격력 감쇠 시스템을 형성하는 폴리우레탄 또는 에틸비닐아세테이트와 같은 폴리머 발포체 재료로 주로 형성된다. 다른 통상의 중창은 도 1에 도시된 것과 같은 칼럼형 중창 충격력 감쇠 시스템을 포함할 수 있다. 에어백 충격력 감쇠 시스템을 포함하는 추가의 중창 충격력 감쇠 유형이 통상의 중창에 사용을 위해 이용 가능하다. 칼럼형, 발포체 코어, 에어백 등(또는 적어도 이들의 부분)을 포함하는 이들 다양한 충격력 감쇠 시스템은 또한 이하에 더 상세히 설명되는 바와 같이 본 발명의 양태에 따라 고속 제조 기술 및 관련 재료를 사용하여 제조될 수 있다.
통상의 풋웨어의 물품이 일반적으로 다양한 상이한 유형의 재료 및 다양한 상이한 제조 프로세스로부터 형성된다. 몇몇 배열에서, 갑피 및 밑창 구조체는 일반적으로 개별 부품으로서 형성되고, 이어서 후제조 가공 단계에서 결합된다. 갑피를 형성하는데 있어서, 복수의 갑피부가 통상의 방법을 사용하여 형성되거나 절단되고, 이어서 서로 연결될 수 있다. 갑피부는 바느질, 접착제, 기계적 체결구 등과 같은 임의의 공지의 수단에 의해 연결될 수 있다. 이 프로세스는 종종 이 특정 갑피 또는 갑피의 부분을 위한 정확한 형상 및 크기가 되도록 갑피의 개별 부분의 각각을 다듬질하는 것과 관련된 상당한 양의 폐기물을 발생시킨다.
통상의 제조 기술을 사용하여 풋웨어의 물품을 형성하는 것에 추가하여, 풋웨어의 물품 또는 이들의 부분은 레이저 소결, 스테레오리소그래피, 고체 침착 모델링 등과 같은 고속 제조 적층식 제조 기술을 사용하여 형성될 수 있다. 고속 제조 제조 기술은 컴퓨터 지원 설계(CAD) 파일과 같은 데이터 파일의 3차원 디자인을 생성하는 것과, 레이저 프로세스에 의해 자동화된 층 내에 3차원 디자인의 물체를 구성하는 것을 수반한다. 본질적으로, 제조 장비는 데이터 파일로부터 3차원 디자인을 판독하고, 분말, 액체 또는 시트 재료의 연속적인 층을 배치하여 3차원 물체를 구성한다. 층은 제조 장비에 의해 함께 연결되는데, 예를 들어 고파워 레이저가 사용되어 디자인의 3차원 물체를 형성하는데 사용될 수 있다. 이러한 고속 제조 기술은 일반적으로 당 기술 분야에 공지되어 있다.
본 명세서에 설명된 양태에 따라 사용될 수 있는 물품을 형성하기 위한 일 특정 프로세스는 레이저 소결이다. 이 프로세스는 CAD 파일과 같은 데이터 파일 내에 3차원 디자인을 생성하는 것을 수반한다. 레이저 소결 제조 장비는 CAD 파일을 판독하고, 플라스틱, 금속 또는 세라믹의 분말 또는 작은 입자를 융착하기 위해 고파워 레이저를 사용하여 풋웨어의 물품을 위한 갑피 또는 갑피의 부분과 같은 디자인의 3차원 물체를 형성한다. 레이저는 분말 베드의 표면 상의 부분의 스캔 또는 CAD 파일로부터 생성된 단면을 스캐닝함으로써 분말화된 재료를 융착한다. 각각의 단면이 스캐닝된 후에, 분말 베드는 하나의 층 두께만큼 낮아지고, 재료의 새로운 층이 상부에 도포되고, 프로세스는 부분이 완성될 때까지 반복된다. 레이저 소결 및 다른 고속 제조 프로세스는 당 기술 분야에 일반적으로 알려져 있다. 일 예시적인 시스템은 보우렐(Bourell) 등의 미국 특허 제5,156,697호에서 발견되고, 본 명세서에 참조로서 포함되어 있다.
고속 제조 적층식 제조 기술을 사용하여 형성된 풋웨어의 물품 및 통상의 방법을 사용하여 형성된 몇몇 풋웨어의 물품은 종종 굴곡 또는 상당한 마모 또는 응력을 경험하는 영역에서 보강을 필요로 한다. 따라서, 보강부는 약화, 인열 등의 경향이 있는 영역을 보강함으로써 풋웨어의 물품의 사용 수명을 연장시키도록 형성될 수 있다. 예를 들어, 도 2는 보강부(202, 204)를 포함하는 일 예시적인 풋웨어(200)의 물품을 도시한다. 도시된 바와 같이, 풋웨어(200)의 물품은 일반적으로 착용자의 발을 수용하기 위한 공동을 형성하는 갑피(206)를 포함한다. 게다가, 신발(200)은 중창(210) 및 겉창(212)을 포함할 수 있는 밑창 구조체(208)를 포함한다. 몇몇 예에서, 밑창 구조체(208)는 성형 등과 같은 통상의 방법을 사용하여 형성될 수 있다. 다른 배열에서, 밑창 구조체(208)는 하나 이상의 고속 제조 적층식 제조 기술을 사용하여 형성될 수 있다. 고속 제조 기술을 사용하여 밑창 구조체(208)를 형성하는 것은 복잡한 형상이 형성될 수 있게 하고, 이들 중 몇몇은 통상의 제조 기술을 사용하여 형성하는 것이 불가능할 수 있다. 또한, 고속 제조 기술을 사용하여 밑창 구조체(208)를 형성하는 것은 착용자의 발이 스캐닝될 수 있고 밑창 구조체(208)가 착용자의 발의 스캔에 기초하여 제조될 수 있기 때문에 밑창 구조체(208)의 맞춤화를 더 양호하게 허용할 수 있다.
갑피(206)는 또한 통상의 제조 기술 또는 고속 제조 적층식 제조 기술을 사용하여 형성될 수 있다. 도 2의 풋웨어(200)의 물품은 복수의 끈구멍(203)을 또한 포함한다. 몇몇 배열에서, 고속 제조 기술을 사용하여 형성된 갑피(206)는 물품(200)의 끈구멍 영역의 보강으로부터 이득을 얻을 수 있다. 따라서, 끈구멍 보강부(202)가 형성되어 바느질, 접착제, 기계적 체결구 등과 같은 공지의 부착 수단을 사용하여 갑피(206)에 연결될 수 있다. 예를 들어, 끈구멍 보강부(202)는 급속 제조 기술을 사용하여 형성되어 신발끈 또는 다른 폐쇄 시스템(도시 생략)을 수용하기 위한 끈구멍(203)을 보강하기 위해 갑피(206)의 끈구멍 영역(203)에 연결될 수 있다. 다른 예에서, 끈구멍 보강부(202)는 통상의 재료(예를 들어, 플라스틱, 금속, 가죽, 직물 등)로부터 그리고/또는 성형, 압출 등과 같은 통상의 제조 기술로부터 형성될 수 있다. 끈구멍 보강부(202)는 이어서 바느질, 접착제, 기계적 체결구, 크림핑된 금속 링 구조체, 보강부 및 갑피 상의 정합 스냅 끼워맞춤 구성 요소 등과 같은 공지의 부착 수단을 사용하여 후제조 가공 단계로서 갑피(206) 내에 형성된 끈구멍(203)에 연결될 수 있다.
도 2의 풋웨어(200)의 물품은 풋웨어(200)의 물품의 발가락 영역에 구성된 보강부(204)를 또한 포함한다. 몇몇 배열에서, 발가락 영역은 사용 중에 발가락 영역의 내부측에 압박하는 착용자의 발가락에 기인하여 높은 마모 영역으로 고려될 수 있다. 따라서, 보강부(204)와 같은 영역 보강 구조체가 천공, 인열 등을 방지하는 것을 지원하기 위해 이 영역에 위치될 수 있다. 발가락 영역 보강부(204)는 직물, 가죽 등과 같은 통상의 재료로부터 형성될 수 있고, 또는 고속 제조 적층식 제조 기술 및 관련 재료를 사용하여 형성될 수 있다. 보강부(204)를 형성하기 위한 고속 제조 기술을 사용하는 것은 다양한 보강부의 영역에서 보강부의 두께의 편차를 허용할 수 있다. 예를 들어, 보강부는 신발의 전방부에서 추가의 지지를 제공하기 위해 발가락 영역의 전방부에서보다 발가락 영역의 후방부(즉, 신발의 중간발 영역에 더 근접한)에서 더 얇을 수 있다.
또한, 보강부(204)의 형상, 크기, 두께 등은 특정 착용자에 대해 맞춤화될 수 있다. 즉, 착용자의 걸음걸이 또는 발걸음 사이클 및 특성이, 추가의 보강부가 요구될 수 있는 경우를 결정하기 위해 연구될 수 있고, 보강부(204)가 하나 이상의 고속 제조 적층식 제조 기술 또는 몇몇 실시예에서 통상의 제조 기술을 사용하여 이들 사양으로 구성될 수 있다. 하나 이상의 특정 예로서, 이들의 발걸음 중에 과내전(over-pronate)하는 경향이 있는 사람에 대해, 추가의 강성 및/또는 마모 보강부가 밑창의 측방향 발꿈치 영역에 제공될 수 있다.
발가락 영역 보강부(204)는 접착제, 바느질, 기계적 체결구, 보강부 및 갑피 상의 정합 스냅 끼워맞춤 구성 요소 등과 같은 공지의 부착 수단을 사용하여 갑피(206)에 연결될 수 있다.
추가적으로 또는 대안적으로, 앞닫이(vamp) 앞발 영역이 또한 보강부로부터 이득을 얻을 수 있는 굴곡 영역을 포함한다. 예를 들어, 도 3은 갑피(306)의 이 굴곡 영역을 따라 연장하는 보강부(302)를 갖는 풋웨어(300)의 물품을 도시한다. 보강부(302)는 통상의 재료 및/또는 통상의 제조 기술로 형성될 수 있고, 또는 고속 제조 적층식 제조 기술 및 관련 재료를 사용하여 형성될 수 있다. 보강부(302)는 풋웨어(300)의 물품을 제조하기 위해 초기 고속 제조 프로세스의 부분으로서 형성될 수 있고, 또는 접착제, 바느질, 기계적 체결구, 보강부 및 갑피 상의 정합 스냅 끼워맞춤 구성 요소 등과 같은 공지의 부착 수단을 사용하여 갑피(306)에 연결되거나 부착될 수 있는 개별 부분으로서 형성될 수 있다. 보강부(302)는 신발(300)의 고응력 영역에 추가의 내구성 및 내마모성을 제공하면서 이 영역에 풋웨어(300)의 물품의 굴곡을 허용하도록 형성될 수 있다(예를 들어, 점핑, 웅크림시 등에).
도 4는 보강된 영역(402)을 갖는 풋웨어(400)의 또 다른 물품을 도시한다. 상기 배열에서와 같이, 풋웨어(400)의 물품의 갑피(406) 및 밑창 구조체(408)는 통상의 재료 및 통상의 제조 기술을 사용하여 형성될 수 있고, 또는 이들은 하나 이상의 고속 제조 적층식 제조 기술 및 관련 재료를 사용하여 형성될 수 있다. 그러나, 풋웨어(400)의 물품의 칼라 영역(402)은 종종 상당한 마모를 수용하는 영역이고, 가능하게는 인열, 마모될 수 있다. 따라서, 칼라 영역(402) 내의 보강부는 신발(400)의 사용 수명을 연장시킬 수 있다.
몇몇 배열에서, 풋웨어(400)의 물품의 갑피(406)는 하나 이상의 고속 제조 적층식 제조 기술을 사용하여 형성될 수 있다. 칼라 보강부(404)는 개별적으로 형성되고(통상의 재료 및 프로세스 또는 고속 제조 재료 및 프로세스로부터) 갑피(406)에 연결되어 추가의 내마모성을 제공할 수 있다. 추가적으로, 칼라 영역(402)은 착용자의 피부를 마찰하여 염증을 유발할 수 있는 영역일 수 있기 때문에, 칼라 보강부(404)는 또한 연성 발포체, 직물 또는 다른 편안함 향상 재료를 포함할 수 있다. 칼라 보강부(404)는 바느질, 접착제, 기계적 체결구 등을 포함하는 공지의 부착 수단을 사용하여 갑피(406)에 부착될 수 있다. 몇몇 배열에서, 칼라 보강부(404)는 갑피(406)의 칼라 영역(402) 내에 구성된 대응 스냅 끼워맞춤 기구와 정합하는 스냅 끼워맞춤 기구를 포함할 수 있다.
추가의 강도, 내마모성, 편안함 등을 제공하는 것에 추가하여, 전술된 보강부는 또한 풋웨어의 물품에 다양한 디자인 요소를 추가할 수 있다. 예를 들어, 보강부는 신발의 갑피 또는 다른 부분에 사용된 컬러 또는 컬러들을 보충하기 위해 하나 이상의 컬러들 또는 컬러 체계를 포함할 수 있다. 추가적으로 또는 대안적으로, 보강부는 신발 구조체에 상보형 디자인 요소를 제공하도록 형상화될 수 있다. 몇몇 배열에서, 보강부는 로고(팀 로고, 마스코트 등) 또는 회사 상표명을 포함하도록 형상화될 수 있다. 몇몇 배열에서, 일 영역의 특성은 다른 영역의 특성으로 전이될 수도 있다.
또한, 수지(착색된 또는 착색되지 않은)가 고속 제조 기술을 사용하여 형성된 풋웨어의 물품의 다양한 영역 상에 브러싱되고, 페인팅되고, 스프레이될 수 있어 추가의 미관적인 향상을 제공할 뿐만 아니라 높은 마모 및/또는 응력의 영역에 추가의 내구성을 제공할 수 있다. 수지는 신발이 형성된 후에 후제조 가공 단계로서 신발 상에 브러싱될 수 있다. 프로세스는 원하는 바에 다라 신발의 다양한 영역에 또는 전체 신발에 추가의 내구성을 제공하면서 신발의 외관을 향상시키기 위해 다양한 컬러 등의 수지를 포함할 수 있다. 사용될 수 있는 다양한 수지 및 수지를 도포하기 위한 기술은 본 출원이 우선권을 주장하고 본 명세서에 그대로 참조로서 포함되어 있는 발명의 명칭이 "물품 및 물품의 제조 방법(Articles and Methods of Manufacture of Articles)"인 미국 특허 출원 제12/255,496호에 더 완전히 설명되어 있다.
전술된 보강부 및 기술에 추가하여, 풋웨어의 물품은 고속 제조 적층식 제조 프로세스 중에 하나 초과의 재료를 사용하여 형성될 수 있다. 예를 들어, 풋웨어의 물품은 신발의 디자인, 사양 등을 포함하는 단일의 디자인 파일로부터 형성될 수 있다. 신발의 고속 제조 중에, 단일의 유형의 고속 제조 프로세스를 사용하여, 다수의 재료가 신발의 상이한 영역에 상이한 특징 또는 특성을 제공하는데 사용될 수 있다.
예를 들어, 도 5의 풋웨어(500)의 물품은 하나 이상의 고속 제조 적층식 제조 기술을 사용하여 형성될 수 있다. 신발(500)을 제조하는데 사용되는 층간 프로세스(layer-by-layer process)는 신발(500)의 상이한 영역에 대해 상이한 재료를 포함할 수 있다. 예를 들어, 추가의 가요성이 신발(500)의 발가락 영역(502)에서 요구될 수 있고, 반면 추가의 강성이 형성되는 갑피(506)의 측방향 측면(504) 및 중간 측면(도시 생략)에서 요구될 수 있다. 이들 상이한 특성을 제공하는 재료는 동일한 고속 제조 적층식 제조 기술에 사용될 수 있다. 예를 들어, 융착되는 분말의 층은 물품의 하나의 영역 또는 부분에 제1 재료와, 물품의 다른 영역 또는 부분에 제1 재료와는 상이한 제2 재료를 포함할 수 있다. 따라서, 2개 이상의 상이한 재료가 단일의 고속 제조 프로세스로부터 원하는 특성을 갖는 신발(500)을 형성하는데 사용될 수 있다. 몇몇 예에서, 풋웨어의 물품의 부분은 3D 시스템즈에 의해 제조되어 판매되는 듀라폼 플렉스(DuraForm Flex) 플라스틱과 같은 열가소성 엘라스토머 또는 어드밴스드 레이저 머트리얼즈 엘엘씨(Advanced Laser Materials LLC)(예를 들어, ALM 플렉스) 및 에보닉 인더스트리즈(Evonik Industries)(예를 들어, 에보닉 소프트 터치)에 의해 제조되는 것과 같은 다른 유사한 재료, 다양한 분말, 임의의 일반적으로 플라스틱형 재료 등을 사용하여 형성될 수 있다.
또 다른 배열에서, 물품을 제조하는데 사용되는 고속 제조 적층식 제조 기술은 다양한 강도를 갖는 레이저를 포함할 수 있어, 더 높거나 낮은 강도가 풋웨어의 물품의 다양한 영역을 형성할 때 사용될 수 있다. 예를 들어, 도 5를 더 참조하여, 발가락 영역(502)은 이 영역에서 재료의 가요성을 유지하기 위해 낮은 강도의 레이저를 사용하여 융착될 수 있다. 그러나, 더 높은 강도의 레이저가 이들 영역에 추가의 강성 및 지지를 제공하기 위해 갑피(506)의 중간 측면과 측방향 측면(504)의 재료를 융착하는데 사용될 수 있다. 발의 상이한 영역에서 다양한 강도의 레이저를 사용하는 이 배열은 다양한 공지의 고속 제조 적층식 제조 기술을 사용하여 수행될 수 있다. 또한, 다양한 레이저는 물품을 제조하는데 사용될 수 있다. 몇몇 배열에서, 50 와트 이산화탄소 DEOS 클래스 IV 레이저가 사용될 수 있다.
다른 배열에서, 신발끈 영역(도 2의 203)과 같은 추가의 경화가 요구되는 영역은 신발의 다른 영역보다 높은 강도의 레이저로 융착될 수 있다. 이는 물품의 신발끈 영역을 보강하는 것을 지원할 수 있다.
레이저의 강도의 변경은 풋웨어의 물품의 추가의 맞춤화를 허용할 수 있다. 예를 들어, 신발의 다양한 영역을 제조하는데 사용되는 레이저의 강도를 변경하는 것은 신발의 밀도, 강성 등을 변경시킬 수 있어 형성되는 물품이 원하는 사양으로 "조정"될 수 있게 된다. 이들 사양은 하나 이상의 식별된 사용자에 고유할 수 있다. 이 배열은 원한다면 물품을 생산하기 위해 고비용의 몰드가 제조되는 것을 필요로 하지 않고, 제조된 각각의 신발에 대한 물품의 특성을 변경하는 능력을 제공한다.
도 6a 및 도 6b는 하나 이상의 고속 제조 적층식 제조 기술을 사용하여 형성될 수 있는 풋웨어의 물품의 부분의 또 다른 배열을 도시한다. 도 6a는 풋웨어의 물품의 중창(600)의 평면도를 도시한다. 중창(600)은 일반적으로 상부면(604) 전체에 걸쳐 분포된 복수의 개구(602)를 포함한다. 개구(602)는 중창(600)의 부분을 통해 연장될 수 있고 또는 상부면(604)으로부터 저부면(606)으로 중창(600)을 통해 완전히 연장될 수 있다. 도 6b는 라인 A-A를 따라 취한 도 6a의 중창(600)의 단면도이다. 이 도면은 개구(602)가 중창(600)을 통해 부분적으로 연장하는 일 예를 도시한다. 중창(600)은 하나 이상의 고속 제조 적층식 제조 기술을 사용하여 형성될 수 있다. 이들 기술을 사용하는 것은 임의의 수, 형상, 배열, 크기 등의 개구가 중창(600) 내에 형성될 수 있게 할 것이다. 예를 들어, 더 크거나 작은 개구가 형성될 수 있고, 정사각형, 직사각형, 삼각형, 사다리꼴, 육각형 등을 포함하는 다양한 형상의 개구가 형성될 수 있고, 개구의 패턴은 중창의 영역에 따라 변경될 수 있는 등이다.
도 6b는 안창(insole) 부재(610)를 더 포함한다. 안창 부재(610)는 기부(612) 및 복수의 돌출부(614)를 포함한다. 돌출부(614)는 중창(600) 내에 형성된 개구(602)에 대응하기 위한 형상 및 크기로 형성된다. 안창 부재(610) 및 돌출부(614)는 착용자를 위한 추가의 충격 감쇠, 지지, 편안함 등을 제공할 수 있다. 안창(610)은 고속 제조 적층식 제조 기술을 사용하여 또는 통상의 기술에 의해 형성될 수 있다.
다른 배열에서, 개구(602) 및 대응 돌출부(614)의 크기, 배열 등은 특정 사용자에 맞춤화될 수 있다. 예를 들어, 착용자의 발의 스캔이 취해질 수 있고 추가의 충격 감쇠가 스캔의 결과에 기초하여 다양한 영역에 제공될 수 있다.
또 다른 배열에서, 고속 제조 적층식 제조 기술은 중창 충격 감쇠 시스템에 사용될 에어백을 위한 인서트를 형성하는데 사용될 수 있다. 예를 들어, 중창은 통상의 재료로 형성된 팽창형 에어백을 포함할 수 있다. 에어백은 에어백의 원하는 형상을 유지하는 것을 지원하기 위한 인서트를 포함할 수 있다. 예를 들어, 인서트는 팽창될 때 에어백의 형상을 제어하는 것을 돕기 위해 백 내부의 다양한 위치에서 에어백에 부착될 수 있다. 인서트를 제조하기 위한 고속 제조의 사용은 에어백의 원하는 형상을 유지하기 위해 착용자의 요구 및/또는 필요 뿐만 아니라 임의의 원하는 크기, 형상 등으로 인서트가 맞춤화될 수 있게 한다. 도 7은 하나 이상의 고속 제조 적층식 제조 기술을 사용하여 형성된 인서트(702)를 포함하는 일 예시적인 에어백(700)을 도시한다. 인서트(702)는 사용자의 발의 특징에 기초하는 사용자의 요구, 사양에 기초하여 치수 설정되고, 형상화되고, 구성될 수 있는 등이다.
또 다른 배열에서, 에어백을 적소에 유지하거나 체결하기 위해 중창 내에 배열된 하나 이상의 구조체는 하나 이상의 고속 제조 적층식 제조 기술을 사용하여 형성될 수 있다. 예를 들어, 통상의 제조 방법을 사용하여 제조가 어렵거나 불가능할 수 있는 에어백을 고정하기 위한 브래킷, 클립, 홈, 프레임, 포켓 또는 다른 구조체가 고속 제조를 사용하여 형성될 수 있다.
또 다른 배열에서, 다양한 부분이 동일한 프로세스로부터 형성된 다른 부분의 내부에 고속 제조 적층식 기술을 사용하여 제조될 수 있다. 예를 들어, 작은 부분이 시간 및 재료를 절약하기 위해 큰 부분 내의 중공 캐비티 내부에 제조될 수 있다. 이 프로세스는 큰 인형 내부에 포개지는 작은 인형을 갖는 러시아 인형과 유사할 수 있다. 생성된 CAD 파일은 작은 부분 및 큰 부분을 위한 디자인을 포함할 수 있고, 부분은 하나의 프로세스에서 제조될 수도 있다.
또한, 고속 제조 적층식 기술을 사용하여 제조된 몇몇 물품은 공간을 보존하기 위해 접혀진 상태로 형성될 수 있다. 예를 들어, 다양한 접음금(crease) 및 접힘선을 따라 접혀져서 저장되어 있는 종이백과 유사하게, 물품은 접혀진 상태로 고속 제조를 사용하여 형성되고 이어서 사용시에 확장될 수 있다.
예를 들어, 풋웨어의 물품은 복수의 상호 체결 링으로 형성될 수 있다. 링은 풋웨어의 물품의 상이한 영역에서 크기가 다양할 수 있고 또는 전체에 걸쳐 동일한 크기일 수 있다. 물품의 제조 중에, 링은 접혀진 상태로 형성될 수 있다. 즉, 링은 매우 콤팩트한 형상을 갖는 물품을 생산하기 위해 적층된 형태로 형성될 수 있다. 그러나, 링은 확장된 및/또는 사용 가능한 상태로 물품을 제공하기 위해 물품의 개방 또는 확장시에 확장될 수 있다.
상기 배열은 풋웨어의 물품을 제조하는데 사용을 위해 설명되어 있지만, 본 발명의 양태는 의복과, 하키 스틱, 정강이 보호대, 라크로스(lacrosse) 스틱, 어깨 패드 등과 같은 운동 장비, 손목 시계줄, 보석, 안경 등을 포함하는 다양한 물품과 함께 사용될 수 있다.
전술된 배열은 사용자의 사양, 요구 등에 기초하여 물품의 맞춤화를 허용한다. 게다가, 다양한 물품을 형성하기 위한 고속 제조 제조 기술의 사용은 물품을 제조하는 것과 관련된 재료 낭비를 최소화한다. 통상의 물품을 제조할 때, 재료는 종종 물품의 원하는 크기 또는 형상을 얻기 위해 물품으로부터 다듬질된다. 본 명세서에 설명된 방법에서, 물품의 특정 원하는 치수를 갖는 3차원 디자인 파일이 생성될 수 있다. 물품은 이어서 이들 특정 치수로 구성된다. 물품의 원하는 크기 및 형상을 얻기 위해 제거될 필요가 있을 수 있는 어떠한 추가의 재료도 생성되지 않는다.
결론
본 발명이 본 발명을 수행하는 현재 바람직한 모드를 포함하는 특정 예의 견지에서 상세히 설명되었지만, 당 기술 분야의 숙련자들은 전술된 시스템 및 방법의 무수히 많은 변형 및 치환이 존재한다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 사상 및 범주는 첨부된 청구범위에 설명된 바와 같이 광범위하게 해석되어야 한다.
100: 풋웨어 102: 갑피
104: 밑창 구조체 106: 발목 개구
108: 신발끈 111: 발가락 영역
112: 중간발 영역 113: 뒤꿈치 영역
114: 측방향 측면 120: 겉창
122: 중창 200: 풋웨어
202, 204: 보강부 203: 끈구멍
206: 갑피 208: 밑창 구조체
210: 중창 212: 겉창
300: 풋웨어 302: 보강부
400: 풋웨어 402: 보강된 영역
406: 갑피 408: 밑창 구조체
500: 풋웨어 502: 발가락 영역
504: 측방향 측면 506: 갑피
600: 중창 602: 개구
610: 안창 부재 614: 돌출부
700: 에어백 702: 인서트

Claims (35)

  1. 중창 및 겉창을 포함하는 밑창 구조체와,
    상기 밑창 구조체에 연결되고 착용자의 발을 수용하기 위한 공동을 형성하는 갑피로서, 상기 갑피는 고속 제조 적층식 제조 기술을 사용하여 형성되고 적어도 하나의 보강된 영역을 포함하고, 상기 적어도 하나의 보강된 영역은 통상의 재료로 형성된 보강부를 포함하는 것인 갑피
    를 포함하는 풋웨어의 물품.
  2. 제1항에 있어서, 상기 보강부는 비고속 제조 적층식 제조 기술로부터 형성되는 것인 풋웨어의 물품.
  3. 제1항에 있어서, 상기 보강부는 상기 갑피의 앞닫이 앞발 영역에서 굴곡 영역에 배열되는 것인 풋웨어의 물품.
  4. 제3항에 있어서, 상기 보강부는 직물 및 가죽 중 적어도 하나로 형성되는 것인 풋웨어의 물품.
  5. 제3항에 있어서, 상기 보강부는 바느질, 기계적 체결구 및 접착제 중 적어도 하나로 상기 갑피에 연결되는 것인 풋웨어의 물품.
  6. 제1항에 있어서, 상기 보강부는 끈구멍 보강부를 포함하는 것인 풋웨어의 물품.
  7. 제6항에 있어서, 상기 끈구멍 보강부는 직물, 가죽, 플라스틱 및 금속 중 적어도 하나로 형성되는 것인 풋웨어의 물품.
  8. 제1항에 있어서, 상기 보강부는 칼라 영역 보강부를 포함하는 것인 풋웨어의 물품.
  9. 중창 및 겉창을 포함하는 밑창 구조체와,
    상기 밑창 구조체에 연결되고 착용자의 발을 수용하기 위한 공동을 형성하는 갑피로서, 상기 갑피는 제1 고속 제조 적층식 제조 기술을 사용하여 형성되고 적어도 하나의 보강된 영역을 포함하고, 상기 적어도 하나의 보강된 영역은 제2 고속 제조 적층식 제조 기술을 사용하여 형성된 보강부를 포함하는 것인 갑피
    를 포함하는 풋웨어의 물품.
  10. 제9항에 있어서, 상기 제1 및 제2 고속 제조 적층식 제조 기술은 동일한 고속 제조 적층식 제조 기술인 것인 풋웨어의 물품.
  11. 제9항에 있어서, 상기 제1 및 제2 고속 제조 적층식 제조 기술은 상이한 고속 제조 적층식 제조 기술인 것인 풋웨어의 물품.
  12. 제9항에 있어서, 상기 보강부는 상기 풋웨어의 물품과 개별 부분으로서 형성되는 것인 풋웨어의 물품.
  13. 제12항에 있어서, 상기 보강부는 바느질, 기계적 체결구 및 접착제 중 적어도 하나로 상기 갑피에 연결되는 것인 풋웨어의 물품.
  14. 제9항에 있어서, 상기 보강부는 끈구멍 보강부를 포함하는 것인 풋웨어의 물품.
  15. 제9항에 있어서, 상기 보강부는 칼라 영역 보강부를 포함하는 것인 풋웨어의 물품.
  16. 착용자의 발을 수용하도록 구성된 갑피와,
    상기 갑피에 연결되고,
    표면에 접촉하도록 구성된 겉창, 및
    상부면에 형성된 복수의 개구를 포함하는 중창
    을 포함하는 겉창 구조체와,
    상기 중창과 정합하도록 구성되고 상기 중창 내에 형성된 개구에 대응하도록 구성된 복수의 돌출부를 포함하는 안창을 포함하고,
    상기 중창 및 안창은 고속 제조 적층식 제조 기술을 사용하여 형성되는 것인 풋웨어의 물품.
  17. 제16항에 있어서, 상기 갑피는 고속 제조 적층식 제조 기술을 사용하여 형성되는 것인 풋웨어의 물품.
  18. 제16항에 있어서, 상기 개구는 상기 중창을 통해 부분적으로 연장되는 것인 풋웨어의 물품.
  19. 제16항에 있어서, 상기 개구는 상기 중창의 상부면으로부터 저부면으로 상기 중창을 통해 연장되는 것인 풋웨어의 물품.
  20. 제16항에 있어서, 상기 개구 및 돌출부는 충격 감쇠를 제공하도록 구성되는 것인 풋웨어의 물품.
  21. 제16항에 있어서, 상기 개구 및 돌출부의 구성은 사용자의 발의 사양에 기초하는 것인 풋웨어의 물품.
  22. 제16항에 있어서, 상기 개구 및 돌출부의 크기는 사용자의 발의 사양에 기초하는 것인 풋웨어의 물품.
  23. 제16항에 있어서, 상기 갑피는 적어도 하나의 보강부를 더 포함하는 것인 풋웨어의 물품.
  24. 제23항에 있어서, 상기 적어도 하나의 보강부는 상기 갑피의 상부 영역 내에 위치되는 것인 풋웨어의 물품.
  25. 제23항에 있어서, 상기 적어도 하나의 보강부는 상기 갑피의 칼라 영역 내에 위치되는 것인 풋웨어의 물품.
  26. 제23항에 있어서, 상기 적어도 하나의 보강부는 상기 갑피의 끈구멍 영역 내에 위치되는 것인 풋웨어의 물품.
  27. 제23항에 있어서, 상기 보강부는 비고속 제조 적층식 제조 기술을 사용하여 형성되는 것인 풋웨어의 물품.
  28. 제23항에 있어서, 상기 보강부는 고속 제조 적층식 제조 기술을 사용하여 형성되는 것인 풋웨어의 물품.
  29. 착용자의 발을 수용하도록 구성된 갑피와,
    상기 갑피에 연결되고,
    표면에 접촉하도록 구성된 겉창, 및
    충격 감쇠를 제공하도록 구성된 에어백 및 상기 에어백 내에 구성되고 착용자의 발에 지지를 제공하도록 구성된 구조적 인서트를 더 포함하는 중창
    을 포함하는 겉창 구조체를 포함하고,
    상기 구조적 인서트는 고속 제조 적층식 제조 기술을 사용하여 형성되는 것인 풋웨어의 물품.
  30. 제29항에 있어서, 상기 에어백은 통상의 에어백 재료로 형성되는 것인 풋웨어의 물품.
  31. 제29항에 있어서, 상기 구조적 인서트의 형상은 착용자의 발의 사양에 기초하는 것인 풋웨어의 물품.
  32. 제29항에 있어서, 상기 구조적 인서트의 구성은 착용자의 발의 사양에 기초하는 것인 풋웨어의 물품.
  33. 제29항에 있어서, 상기 갑피는 적어도 하나의 보강부를 더 포함하는 것인 풋웨어의 물품.
  34. 제33항에 있어서, 상기 보강부는 비고속 제조 적층식 제조 기술을 사용하여 형성되는 것인 풋웨어의 물품.
  35. 제33항에 있어서, 상기 보강부는 고속 제조 적층식 제조 기술을 사용하여 형성되는 것인 풋웨어의 물품.
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