熔融沉积(FDM) 3D打印成形件的力学性能实验研究 被引量：44

1

作者 高士友 黎宇航 +5 位作者 周野飞 陆鑫 董齐 王宾 赵静梅 肖雨晨 《塑性工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2017年第1期200-206,共7页

为提高不同填充率的制品力学性能,采用打印精度更高的类Delta并联式打印机,以较优固定参量实施应用广泛的熔融沉积(FDM)3D打印工艺,制备了不同填充率PLA耗材实验试件,并分别做了拉伸、弯曲和压缩实验,得到了较优的拉伸、压缩应力-应变... 为提高不同填充率的制品力学性能,采用打印精度更高的类Delta并联式打印机,以较优固定参量实施应用广泛的熔融沉积(FDM)3D打印工艺,制备了不同填充率PLA耗材实验试件,并分别做了拉伸、弯曲和压缩实验,得到了较优的拉伸、压缩应力-应变曲线和弯曲载荷-位移曲线。同时开展了3D打印试件的抗拉强度、断裂伸长率、抗拉刚度、所承受的最大弯曲载荷和抗压强度研究。结果显示,填充率是影响3D打印试件变形失效和力学性能的关键因素,随着填充率的增加,试件的强度和刚度明显提高,而且同心线填充试件抗拉强度和断裂伸长率最大,直线形填充的刚度要优于同心线填充和格子形填充的刚度。 展开更多

关键词 熔融沉积成形 3D打印 力学性能 打印参量

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激光直接沉积成形增材制造技术在飞机起落架上的应用研究 被引量：13

2

作者 崔灿 王向明 +2 位作者 吴斌 毕世权 苏亚东 《航空制造技术》 2018年第10期74-79,共6页

激光直接沉积成形对于飞机起落架制造具有"变革性"意义,具有突破规格限制、减少原材料浪费、缩短加工制造周期等技术优点,在未来飞机起落架快速试制方面具有较为明显的技术优势及应用前景。目前已突破A-100钢激光直接沉积增... 激光直接沉积成形对于飞机起落架制造具有"变革性"意义,具有突破规格限制、减少原材料浪费、缩短加工制造周期等技术优点,在未来飞机起落架快速试制方面具有较为明显的技术优势及应用前景。目前已突破A-100钢激光直接沉积增材制造成形工艺、性能质量控制等关键技术,试制的起落架零件已在飞机上实现领先试用,力学性能基本达到材料锻件水平。但面向该技术的推广应用仍面临着成形工艺策略、热处理控制、无损检测、构件表面强化及综合验证等关键技术的进一步突破。 展开更多

关键词 激光直接沉积成形 增材制造 飞机起落架 超高强度钢 快速试制技术

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熔融沉积成形快速成形机加热构建平台的温度场分析及优化 被引量：3

3

作者 吕宁 郑健 +1 位作者 赵欣 徐薇 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第1期90-95,共6页

通过对加热构建平台(HBP)进行温度场采集与仿真,针对HBP的热传递原理进行分析,得出了HBP与外界进行温度交换的原因及方式。提出了一种能够实现温度补偿、保证温度均衡的新型HBP,建立了两种HBP在不同环境温度下表面温度差的仿真模型。针... 通过对加热构建平台(HBP)进行温度场采集与仿真,针对HBP的热传递原理进行分析,得出了HBP与外界进行温度交换的原因及方式。提出了一种能够实现温度补偿、保证温度均衡的新型HBP,建立了两种HBP在不同环境温度下表面温度差的仿真模型。针对两种HBP完成了实际模型的打印工作,并对成形件尺寸进行了测量与分析。实验结果验证了优化后的HBP表面温度更均衡,能有效抑制成形件翘曲变形。 展开更多

关键词 熔融沉积成形 加热构建平台 温度场 精度 翘曲变形

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熔融沉积成形喷头挤出参数优化控制 被引量：1

4

作者 肖棋 顾永华 江开勇 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第1期17-19,共3页

在 FDM工艺中 ,成形材料能否以稳定的速度及温度从喷嘴中挤出将直接影响原型的成形质量。建立了熔体在喷嘴中的压力降与挤出流量、加热温度的数学模型 ,结合实验 ,确定了稳定挤出的速度区间。研究结果对FDM工艺中聚合物熔体挤出参数的... 在 FDM工艺中 ,成形材料能否以稳定的速度及温度从喷嘴中挤出将直接影响原型的成形质量。建立了熔体在喷嘴中的压力降与挤出流量、加热温度的数学模型 ,结合实验 ,确定了稳定挤出的速度区间。研究结果对FDM工艺中聚合物熔体挤出参数的优化、保证成形精度提供了依据。 展开更多

关键词 熔融沉积成形 熔体挤出 压力降 挤出参数

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熔融沉积成形试件翘曲成因的分析与优化 被引量：10

5

作者 陈葆娟 梁延德 何福本 《电加工与模具》 2012年第4期33-36,共4页

以熔融沉积成形过程中成形件的翘曲变形为研究对象,分析变形产生的原因及其作用机理,建立了成形过程中成形件翘曲变形的理论模型,分析了堆积层数、成形室温度、试件尺寸和扫描速度对成形件变形的影响。针对以上因素设计试件进行正交试验... 以熔融沉积成形过程中成形件的翘曲变形为研究对象,分析变形产生的原因及其作用机理,建立了成形过程中成形件翘曲变形的理论模型,分析了堆积层数、成形室温度、试件尺寸和扫描速度对成形件变形的影响。针对以上因素设计试件进行正交试验,研究各因素对翘曲变形的影响程度,得出最大程度减小成形件翘曲变形的最优因素组合,提出了减小成形件翘曲变形的相应措施。 展开更多

关键词 熔融沉积成形 翘曲变形 正交试验

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熔融沉积增材制造成形碳纤维复合材料的力学性能 被引量：9

6

作者 黎宇航 董齐 +3 位作者 邰清安 高士友 关红 闫伟 《塑性工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2017年第3期225-230,共6页

采用CF/PLA复合材料,应用熔融沉积成形(FDM)工艺制备了拉伸、弯曲、冲击试件,与纯PLA试件、注塑PLA试件、注塑CF/PLA试件、ABS试件,进行了单轴拉伸、三点弯曲和冲击实验。研究了各个试件的拉伸强度、断裂伸长率、弯曲强度、弯曲模量和... 采用CF/PLA复合材料,应用熔融沉积成形(FDM)工艺制备了拉伸、弯曲、冲击试件,与纯PLA试件、注塑PLA试件、注塑CF/PLA试件、ABS试件,进行了单轴拉伸、三点弯曲和冲击实验。研究了各个试件的拉伸强度、断裂伸长率、弯曲强度、弯曲模量和冲击强度,得到了拉伸应力—应变曲线和弯曲载荷—位移曲线。结果表明:应用FDM工艺成形的CF/PLA复合材料具有较好的力学性能,其抗拉强度是纯PLA试件的1.27倍,注塑PLA的1.04倍,最大弯曲载荷、弯曲强度和弯曲模量,分别是纯PLA试件的122.10%、133.33%和156.44%;冲击强度比纯PLA增加15.84%,比注塑PLA提高9.95%,但断裂伸长率下降。 展开更多

关键词 熔融沉积成形 增材制造 碳纤维 PLA复合材料 力学性能

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熔融沉积成形制件表面粗糙度预测模型 被引量：5

7

作者 胡伟岳 廖文和 +3 位作者 刘婷婷 肖行志 顾明飞 李仕博 《中南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第9期2460-2470,共11页

针对熔融沉积成形的制件表面较为粗糙这一问题,通过试验方法分析关键工艺参数对表面粗糙度的影响,重点分析层厚和挤出宽对制件表面粗糙度的影响,研究成形过程中丝材截面的变化情况与侧表面轮廓的形成过程,建立表面粗糙度预测模型,并进... 针对熔融沉积成形的制件表面较为粗糙这一问题,通过试验方法分析关键工艺参数对表面粗糙度的影响,重点分析层厚和挤出宽对制件表面粗糙度的影响,研究成形过程中丝材截面的变化情况与侧表面轮廓的形成过程,建立表面粗糙度预测模型,并进行试验验证。研究结果表明:2组试验中,模型预测的表面粗糙度和实际测得的表面粗糙度的平均相对误差分别为6.25%和5.04%,证明了该模型的可行性。 展开更多

关键词 熔融沉积成形 表面粗糙度 轮廓曲线 预测模型

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红外热源辅助开放空间工业机器人熔融沉积成形装备设计与成形性能研究 被引量：1

8

作者 杨飞 蒋威 +2 位作者 陈诚 黄志高 周华民 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第11期1343-1352,1385,共11页

针对开放空间工业机器人熔融沉积成形(FDM)的关键问题,研发了基于6轴关节型机器人的FDM设备及控制系统。自主设计了可辅助加热的打印头,开发了打印控制系统和机器人控制系统。通过提出打印头挤出速度和机器人运动的同步匹配方法,实现了... 针对开放空间工业机器人熔融沉积成形(FDM)的关键问题,研发了基于6轴关节型机器人的FDM设备及控制系统。自主设计了可辅助加热的打印头,开发了打印控制系统和机器人控制系统。通过提出打印头挤出速度和机器人运动的同步匹配方法,实现了机器人FDM装备的稳定工作。然后提出了红外热源辅助工业机器人FDM成形方法,通过工艺试验研究了辅助热源参数对制件宏观力学性能和表面粗糙度的影响规律,通过微观结构表征分析了增强机理。研究结果表明:在开放空间环境下,红外热源可有效提高基材温度,显著增强分子链在股线界面处的扩散缠结、提高界面结合强度,使得层间结合强度增大17.6%、制件表面粗糙度降低58%,验证了红外热源辅助开放空间工业机器人熔融沉积成形方法的可行性和高效性。 展开更多

关键词 工业机器人 熔融沉积成形 红外热源辅助 速度匹配 结合强度

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三层石墨烯吸波体熔融沉积成形及层间材料分布对吸波性能的影响 被引量：3

9

作者 吴海华 杨增辉 +3 位作者 刘力 张忍静 邓开鑫 李言 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第2期20-26,共7页

利用熔融沉积成形技术快速制备了石墨烯/聚乳酸和石墨烯/四氧化三铁/聚乳酸两类复合吸波材料和三层石墨烯吸波体,测试了复合材料的电磁参数,计算了反射率;利用CST仿真与实验研究了吸波剂层间分布及孔洞结构对三层石墨烯吸波体吸波性能... 利用熔融沉积成形技术快速制备了石墨烯/聚乳酸和石墨烯/四氧化三铁/聚乳酸两类复合吸波材料和三层石墨烯吸波体,测试了复合材料的电磁参数,计算了反射率;利用CST仿真与实验研究了吸波剂层间分布及孔洞结构对三层石墨烯吸波体吸波性能的影响。结果表明:对复合材料而言,双组元吸波剂的吸波性能更佳,但难以与石墨烯单组元吸波剂形成良好的阻抗匹配;对三层石墨烯吸波体而言,石墨烯呈均匀梯度分布(石墨烯加入量分别为5%、7%、9%(均为质量分数,下同)),可获得最佳的吸波效果;周期性孔洞结构的存在,一方面增加了反射界面数量,产生更多的边缘散射效应与多重共振耦合,另一方面通过改善阻抗匹配使石墨烯呈非均匀梯度分布(石墨烯加入量分别为7%、7%、9%)时实现Ku波段(12~18 GHz)全覆盖有效吸收(反射率小于-10 dB),为微波频段高效吸收提供了参考。 展开更多

关键词 三层石墨烯吸波体 吸波剂层间分布 周期性孔洞结构 熔融沉积成形 吸波性能

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新型TPU/PVA包覆丝材制备及对熔融沉积成形件性能的影响

10

作者 张晓军 吴悦 +3 位作者 韩民峰 傅文军 何督督 张璞 《电加工与模具》 2023年第3期54-57,共4页

针对TPU材料在熔融沉积成形过程中挤出力不足、PVA材料遇水易溶解的缺点,研究制备了一种TPU与PVA同心共挤的新型FDM打印包覆丝材。结果表明,TPU/PVA包覆丝材可显著提高FDM成形件的硬度,提高两种高分子材料之间的层间结合力。当质量比TPU... 针对TPU材料在熔融沉积成形过程中挤出力不足、PVA材料遇水易溶解的缺点,研究制备了一种TPU与PVA同心共挤的新型FDM打印包覆丝材。结果表明,TPU/PVA包覆丝材可显著提高FDM成形件的硬度,提高两种高分子材料之间的层间结合力。当质量比TPU∶PVA=8∶2时,成形件的拉伸模量和断裂伸长率较高,打印的复杂模型依旧具备柔性特色,细节效果较好。 展开更多

关键词 热塑性聚氨酯 熔融沉积成形 包覆 共混

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激光金属沉积成形过程中温度场的数值模拟 被引量：18

11

作者 龙日升 刘伟军 尚晓峰 《激光技术》 CAS CSCD 北大核心 2007年第4期394-396,430,共4页

为了降低成形过程的热应力,根据有限元方法中的"单元生死"技术,利用APDL语言编程实现了对多道多层激光金属沉积成形过程三维温度场的数值模拟,再现了成形过程中温度场的动态变化,得到了成形过程中模型温度场及温度梯度的分布... 为了降低成形过程的热应力,根据有限元方法中的"单元生死"技术,利用APDL语言编程实现了对多道多层激光金属沉积成形过程三维温度场的数值模拟,再现了成形过程中温度场的动态变化,得到了成形过程中模型温度场及温度梯度的分布规律。结果表明,试样同一纵断面上各节点虽然被激活的时间不一样,但它们具有相似的温度变化规律;试样内的温度梯度主要沿z轴方向分布,基板内的温度梯度主要沿平行基板方向分布,具有明显的分层现象,熔池区的温度梯度非常大。在相同的工艺参数下,实际成形试样的扫描电镜照片与模拟结果吻合很好。 展开更多

关键词 激光技术 激光金属沉积成形 瞬态温度场 数值模拟

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快速成形技术中材料成形性的研究进展 被引量：6

12

作者 沈以赴 陈文华 +3 位作者 赵剑峰 余承业 谭永生 刘方军 《材料科学与工程》 CSCD 北大核心 2001年第4期90-96,共7页

简要介绍了几种典型的快速成形技术的基本原理 ,分析了快速成形技术中材料的研究和应用现状 ,讨论了快速成形技术中材料的快速成形性问题 。

关键词 快速成形 材料 成形性 研究进展 立体光刻装置 分层实体制造 熔融沉积成形

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金属粉末成形技术若干进展 被引量：15

13

作者 钟仁显 卢百平 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第3期40-43,共4页

金属粉末成形技术是一种高效、近净成形的先进制造技术,在许多领域有着广泛应用。就近几年粉末成形技术的发展,着重评述了几种粉末成形技术的原理和特点,并对其存在问题及发展趋势进行了讨论。同时指出金属注射成形、选区激光烧结及电... 金属粉末成形技术是一种高效、近净成形的先进制造技术,在许多领域有着广泛应用。就近几年粉末成形技术的发展,着重评述了几种粉末成形技术的原理和特点,并对其存在问题及发展趋势进行了讨论。同时指出金属注射成形、选区激光烧结及电场活化烧结技术是今后粉末成形技术的发展方向。 展开更多

关键词 金属粉末成形 粉末冶金 金属注射成形 选区激光烧结 电场活化烧结技术

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喷射成形棒坯中沉积距离和回缩速度的选择 被引量：6

14

作者 霍光 邓德国 +2 位作者 谢明 郑福前 史庆南 《粉末冶金技术》 CAS CSCD 北大核心 2005年第2期125-128,共4页

利用计算机数值模拟技术采用平均质量流率法建立了喷射成形空间质量流率分布和棒坯生长模型,通过讨论喷射成形空间质量流率分布得出沉积器的最佳位置hm和最佳回缩速度v。

关键词 喷射成形 沉积 速度 回缩 棒坯 距离 质量流率 数值模拟技术 生长模型 喷射参数 最佳位置 计算机 分布 空间

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喷射成形技术的应用及产业化发展趋势 被引量：17

15

作者 高娃 孙廷富 《兵器材料科学与工程》 CAS CSCD 2002年第3期67-69,66,共4页

对喷射成形技术的特点及发展趋势进行了综合评述 ,分析了如何选择合适的应用对象来确定具体的产品形式及合金体系 ,并探讨了将其产业化的典型对象。

关键词 喷射成形技术 产业化 喷射沉积 喷射铸造 高温合金

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激光金属沉积成形基板预热的研究 被引量：2

16

作者 孙少妮 《激光技术》 CAS CSCD 北大核心 2008年第6期608-610,共3页

为了降低激光金属沉积成形过程中试样和基板间的温度梯度,减小和抑制成形过程的热应力,提高试样的成形质量,提出并设计了一种用于激光金属沉积成形的基板预热系统。该系统由基板预热器、智能比例微分积分控制器以及计算机串口温度采集... 为了降低激光金属沉积成形过程中试样和基板间的温度梯度,减小和抑制成形过程的热应力,提高试样的成形质量,提出并设计了一种用于激光金属沉积成形的基板预热系统。该系统由基板预热器、智能比例微分积分控制器以及计算机串口温度采集反馈控制等3部分组成。利用自行研制的激光金属沉积成形设备和基板预热系统进行了成形实验。实验结果表明,基板预热可以改善试样的成形质量,降低成形过程的热应力。 展开更多

关键词 激光技术 激光金属沉积成形 基板预热 热应力 成形质量

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激光金属沉积成形基板预热温度的控制

17

作者 孙少妮 龙日升 《机械设计与制造》 北大核心 2008年第10期120-122,共3页

为了降低激光金属沉积成形过程中试样和基板间的温度梯度,减小和抑制成形过程的热应力,提高试样的成形质量,提出并设计了一种用于激光金属沉积成形的基板预热系统。其中基板预热温度的控制由智能比例微分积分控制器以及计算机串口温度... 为了降低激光金属沉积成形过程中试样和基板间的温度梯度,减小和抑制成形过程的热应力,提高试样的成形质量,提出并设计了一种用于激光金属沉积成形的基板预热系统。其中基板预热温度的控制由智能比例微分积分控制器以及计算机串口温度采集反馈控制来完成。利用自行研制的激光金属沉积成形设备和基板预热系统进行了成形实验,实验结果表明该基板预热系统温度控制良好,可以满足实际应用的需要。 展开更多

关键词 激光技术 激光金属沉积成形 基板预热 热应力 温度控制

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熔融挤压成形大型原型精度控制研究 被引量：4

18

作者 唐果林 吴任东 +1 位作者 魏大忠 卢清萍 《制造技术与机床》 CSCD 北大核心 2002年第3期16-18,共3页

熔融挤压成形 (MEM )是快速成形 (RP)技术中的一种重要工艺 ,清华大学激光快速成形中心成功开发大型MEM设备MEM6 0 0 ,能够高速制造 5 0 0mm× 5 0 0mm× 6 0 0mm的大型原型。文章主要论述MEM工艺成形大型零件原型的精度控制。

关键词 熔融挤压成形 精度控制 数值模拟 RP技术

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基于粉末成形的激光增材制造陶瓷技术研究进展 被引量：7

19

作者 曹继伟 王沛 +3 位作者 刘志远 刘长勇 吴甲民 陈张伟 《无机材料学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2022年第3期241-254,共14页

陶瓷以其优异的热物理化学性能在航空航天、能源、环保以及生物医疗等领域具有极大的应用潜力。随着这些领域相关技术的快速发展,其核心零件部件外形结构设计日益复杂,内部组织逐步走向定制化、梯度化。陶瓷具有硬度高、脆性大等特点,... 陶瓷以其优异的热物理化学性能在航空航天、能源、环保以及生物医疗等领域具有极大的应用潜力。随着这些领域相关技术的快速发展,其核心零件部件外形结构设计日益复杂,内部组织逐步走向定制化、梯度化。陶瓷具有硬度高、脆性大等特点,较难通过传统的加工成形方法实现异形结构零件的制造,最终限制了陶瓷材料的工程应用范围。激光增材制造技术作为一种快速发展的增材制造技术,在复杂精密陶瓷零部件的制造中具有显著优势:无模、精度高、响应快以及周期短,同时能够实现陶瓷零件组织结构灵活调配,有望解决上述异形结构陶瓷零件成形问题。本文综述了多种基于粉末成形的激光增材制造陶瓷技术:基于粉末床熔融的激光选区烧结和激光选区熔化;基于定向能量沉积的激光近净成形技术。主要讨论了各类激光增材陶瓷技术的成形原理与特点,综述了激光选区烧结技术中陶瓷坯体后处理致密化工艺以及激光选区熔化和激光近净成形技术这两种技术中所打印陶瓷坯体基体裂纹开裂行为分析及其控制方法的研究进展,对比分析了激光选区烧结、激光选区熔化以及激光近净成形技术成形陶瓷零件的技术特征,最后展望了激光增材制造陶瓷技术的未来发展趋势。 展开更多

关键词 激光增材制造 激光选区烧结 激光选区熔化 激光近净成形技术 陶瓷 综述

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硬质合金刀具增材制造技术发展趋势和展望

20

作者 姜峰 胡荣辉 +5 位作者 邓杰东 张添 黄国钦 徐仰立 李友生 刘超 《中国机械工程》 北大核心 2025年第6期1300-1313,共14页

综述了增材制造硬质合金刀具的两类技术路线:基于热成形的粉末床熔融技术路线和基于生坯冷打印、脱脂和烧结工艺的冷沉积烧结技术路线。粉末床熔融技术能够制备出接近理论密度的硬质合金刀具,但存在孔隙、裂纹、脱碳以及钴蒸发等问题,... 综述了增材制造硬质合金刀具的两类技术路线:基于热成形的粉末床熔融技术路线和基于生坯冷打印、脱脂和烧结工艺的冷沉积烧结技术路线。粉末床熔融技术能够制备出接近理论密度的硬质合金刀具,但存在孔隙、裂纹、脱碳以及钴蒸发等问题,通过调整激光能量密度、扫描速度和粉末特性等参数能够显著改善打印件的质量;冷沉积烧结技术能够制备出表面质量优良且力学性能优异的硬质合金刀具,但存在黏结剂残留、制件收缩等问题,通过优化黏结剂种类、脱脂工艺和烧结温度等关键参数可以提高制件的密度和力学性能。同时采用真空烧结、热压、热等静压等热处理工艺能够进一步消除材料内部缺陷,提高刀具整体性能。 展开更多

关键词 刀具 硬质合金 增材制造 粉末床熔融技术 冷沉积烧结技术

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