Imprimante 3 D : Principe de l’Impression 3D

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Quel est le principe d’une imprimante 3D? Quel est le principe de l’impression 3D? DĂ©couvrez les informations essentielles pour connaĂźtre le principe d’une imprimante 3D.

Imprimante 3D : Principe de l’Impression 3D

Les diffĂ©rents types d’imprimantes 3D utilisent chacune une technologie distincte qui traite les diffĂ©rents matĂ©riaux de maniĂšre distincte. C’est important de comprendre qu’un des plus grands dĂ©savantages de l’impression 3D est qu’il n’y a pas une approche « unique ».

Par exemple, certaines imprimantes 3D traitent les matériaux en poudre (ex, nylon, plastique, céramique, métal) qui utilisent une source de chaleur moyenne pour fusionner les couches de la poudre ensemble dans la forme recherchée.

D’autres imprimantes 3D traitent les matĂ©riaux Ă  base de polymĂšres et de rĂ©sines et utilisent aussi un laser Ă  puissance moyenne afin de solidifier la rĂ©sine dans des couches ultrafines. La pulvĂ©risation de gouttelettes fines est un autre procĂ©dĂ© d’impression 3D rappelant l’impression 2D Ă  jet d’encre, mais utilisant des matĂ©riaux de qualitĂ© supĂ©rieure afin d’écrire en encre et un adhĂ©sif pour fixer les couches.

Le procĂ©dĂ© additif est utilisĂ© par la majoritĂ© des imprimantes 3D entrĂ©e de gamme. Ce procĂ©dĂ© extrude le plastique comme le PLA et l’ABS, sous la forme d’un filament Ă  travers l’orifice d’extrusion chauffĂ© afin de former des couches multiples et de crĂ©er la forme prĂ©dĂ©finie. Il est possible de produire des objets trĂšs minutieusement avec des formes compliquĂ©es.

Un autre point Ă  considĂ©rer c’est qu’il existe plusieurs Ă©tapes Ă  franchir avant d’appuyer sur la touche « imprimer » et qu’un objet 3D sorte de l’imprimante. La crĂ©ation du modĂšle pour une impression 3D est un processus long. La prĂ©paration du fichier et la conversion peuvent Ă©galement se rĂ©vĂ©ler prenante et compliquĂ©e.

Bref l’utilisation d’une imprimante 3D demande des compĂ©tences, du temps et de la patience.

Principe de l’impression 3D : le coĂ»t

Une imprimante 3D coĂ»te entre 150 € et 8000 €. Pour dĂ©marrarer avec l’impression 3D, on trouve sur internet de trĂšs bonnes imprimantes entre 500 et 800 €.

Voici le prix mis Ă  jour en temps rĂ©el de plusieurs modĂšles d’imprimante 3D sur amazon.fr :

Principe de l’impression 3D : les ouvrages de rĂ©fĂ©rences

Pour mieux connaĂźtre le principe de l’impression 3D, voici quelques ouvrages de rĂ©fĂ©rence sur le sujet:

Imprimante 3D : prix et fonctionnement

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Quel est le prix d’une imprimante 3D? Quel est le principe de fonctionnement d’une imprimante 3D? DĂ©couvrez les informations essentielles pour connaĂźtre prix et fonctionnement d’une imprimante 3D.

Imprimante 3D : Fonctionnement

L’expression « impression 3D » intĂšgre un tas de procĂ©dĂ©s et de technologies qui offrent un Ă©ventail complet d’options pour la production d’élĂ©ments et de produits sur des matĂ©riaux divers. Essentiellement, ce qu’ont en commun tous ces procĂ©dĂ©s et technologies c’est la maniĂšre dont la production se rĂ©alise en couches multiples selon un procĂ©dĂ© additif.

Les applications de l’impression 3D se dĂ©veloppent presque chaque jour et son essor ne fait qu’augmenter. Les experts les plus rĂ©putĂ©s du secteur conviennent qu’on assiste uniquement au commencement du vrai potentiel de l’impression 3D.

Le point de dĂ©part pour tout procĂ©dĂ© d’impression 3D est un modĂšle numĂ©rique en 3D qui peut ĂȘtre crĂ©Ă© en utilisant une diversitĂ© de logiciels 3D. Dans le secteur industriel, on utilise les logiciels CAD. Pour le grand public, il existe des logiciels plus simples et accessibles. On peut scanner un modĂšle avec un scanner 3D.

Ensuite, ce modĂšle est « tranchĂ© » en couches transformant ainsi le design dans un fichier lisible par l’imprimante 3D. Le matĂ©riel traitĂ© par l’imprimante 3D est ensuite disposĂ© en couches selon la conception graphique et le procĂ©dĂ© utilisĂ©. Il existe plusieurs types de technologies d’impression 3D qui traitent les diffĂ©rents matĂ©riels de façon distincte afin de crĂ©er l’objet final. La majoritĂ© des imprimantes 3D fonctionnent selon le procĂ©dĂ© FDM (dĂ©pĂŽt de fil fondu).

Aujourd’hui, le plastique, les mĂ©taux, la cĂ©ramique et le sable sont systĂ©matiquement utilisĂ©s dans les applications du prototypage et de production industrielle. On mĂšne Ă©galement des recherches sur des matĂ©riaux d’impression 3D plus originaux. NĂ©anmoins, le plastique est le matĂ©riau le plus rĂ©pandu Ă  l’heure actuelle pour l’impression 3D. L’ABS et le PLA sont les plastiques les plus courants. Il y a Ă©galement un nombre croissant d’instruments en entrĂ©e de gamme qui ont Ă©tĂ© ajustĂ©s pour les aliments tels que le sucre et le chocolat.

Imprimante 3D : Prix

Le prix d’une imprimante 3D varie entre 150 € et 8000 €. La gamme de produits est donc trĂšs large. On trouve des imprimantes grand public Ă  moins de 1000 € et des imprimantes 3D pour les professionnels qui coĂ»tent plusieurs milliers d’euros. Pour s’initier Ă  l’impression 3D on trouve de trĂšs bonnes imprimantes entre 500 et 800 €.

Voici le prix actuel de plusieurs modĂšles d’imprimante 3D:

Quels matĂ©riaux sont utilisĂ©s pour l’impression 3D

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Quels matĂ©riaux sont utilisĂ©s pour l’impression 3D? Les matĂ©riaux utilisĂ©s pour l’impression 3D ont beaucoup Ă©voluĂ© depuis l’avĂšnement de la technologie. A prĂ©sent, il y a une large gamme de diffĂ©rents types de matĂ©riaux qui sont fournis sous diverses formes: poudres, filaments, pellets, granules, rĂ©sines, etc.

De nos jours, les matériaux spécifiques sont généralement développés pour des plateformes spécifiques dévoués à des applications particuliÚres (un exemple serait le secteur dentaire) présentant des propriétés matérielles qui sont plus adaptées à ces applications.

Plastique

Le nylon (ou le polyamide) est gĂ©nĂ©ralement utilisĂ© en poudre lors du procĂ©dĂ© de frittage ou de fusion du filament durant le procĂ©dĂ© FDM. C’est un matĂ©riel en plastique rĂ©sistant, flexible et durable qui s’est rĂ©vĂ©lĂ© fiable pour l’impression 3D. Il est blanc en Ă©tat pur, mais on peut le colorer – avant ou aprĂšs l’impression. On peut combiner ce matĂ©riel (en poudre) avec de l’aluminium en poudre afin de produire un autre matĂ©riel courant d’impression 3D qu’on utilise lors du frittage : l’alumide.

L’ABS est un autre plastique courant pour l’impression 3D. On l’utilise Ă  grande Ă©chelle comme filament pour les imprimantes 3D FDM entrĂ©e de gamme. C’est un plastique particuliĂšrement rĂ©sistant disponible en plusieurs couleurs. Les filaments ABS sont disponibles en vente chez une variĂ©tĂ© de fournisseurs non-brevetĂ©s qui est aussi une des raisons pour lesquelles il est si rĂ©pandu.

Le PLA est un matĂ©riel en plastique biodĂ©gradable qui a gagnĂ© en popularitĂ© dans l’impression 3D pour cette mĂȘme raison. On peut l’utiliser sous forme de rĂ©sine pour les procĂ©dĂ©s DLP/SLA ou en tant que filament lors du procĂ©dĂ© FDM. Il est disponible en plusieurs couleurs y compris la transparence qui s’est rĂ©vĂ©lĂ© une option utile pour certaines applications d’impression 3D. NĂ©anmoins, il n’est pas si rĂ©sistant ou flexible que l’ABS.

Le Laywood est un matĂ©riel d’impression 3D spĂ©cialement conçu pour les imprimantes 3D Ă  extrusion en entrĂ©e de gamme. Il est disponible en tant que filament et il est un composite bois/polymĂšre (communĂ©ment appelĂ© WPC).

MĂ©taux

Un nombre croissant de mĂ©taux et de composites mĂ©talliques sont utilisĂ©s pour l’impression 3D Ă  l’échelle industrielle. Deux des plus rĂ©pandus sont les dĂ©rivĂ©s de l’aluminium et du cobalt.

Un des mĂ©taux les plus rĂ©sistants et, par consĂ©quent, les plus utilisĂ©s dans l’impression 3D est l’acier inoxydable en poudre pour les procĂ©dĂ©s de frittage/fusion/EBM. C’est un mĂ©tal gris argentĂ© en Ă©tat pur, mais on peut le plaquer avec d’autres matĂ©riaux afin de lui donner un air plaquĂ© or ou bronze.

RĂ©cemment, l’or et l’argent ont intĂ©grĂ© la gamme de matĂ©riaux mĂ©talliques qu’on peut imprimer en 3D tout simplement ayant des applications Ă©videntes dans l’industrie de la joaillerie. Les deux sont des matĂ©riaux trĂšs rĂ©sistants qu’on utilise en poudre.

Le titane est un des plus rĂ©sistants matĂ©riaux mĂ©talliques utilisĂ©s dans les applications industrielles de l’impression 3D depuis quelque temps dĂ©jĂ . Fourni en poudre, on peut l’utiliser durant les procĂ©dĂ©s de frittage/fusion/EBM.

CĂ©ramique

La cĂ©ramique reprĂ©sente un groupe relativement nouveau de matĂ©riaux qu’on peut utiliser pour l’impression 3D avec un succĂšs variable. Dans le cas de ces matĂ©riaux, il faut retenir que dans l’étape de postproduction, les parties en cĂ©ramique ont besoin de se soumettre aux mĂȘmes procĂ©dĂ©s que tout autre Ă©lĂ©ment en cĂ©ramique fabriquĂ© selon des mĂ©thodes traditionnelles de production – Ă  savoir : la cuisson et l’émaillage.

Papier

Le papier imprimante standard format A4 est un matĂ©riel d’impression 3D utilisĂ© dans le procĂ©dĂ© brevetĂ© SDL dĂ©veloppĂ© par Mcor Technologies. L’entreprise propose des imprimantes 3D moyenne gamme et met l’accent sur un approvisionnement matĂ©riel accessible et rentable qu’on peut se procurer localement. Les modĂšles imprimĂ©s 3D en papier sont prĂ©cis et respectueux de l’environnement, faciles Ă  recycler et n’ont pas besoin d’un travail de postproduction.

Matériaux biodégradables

Il y a de nombreuses Ă©tudes Ă  propos du potentiel reprĂ©sentĂ© par les matĂ©riaux biodĂ©gradables d’impression 3D dans les applications mĂ©dicales (et autres). Plusieurs institutions importantes se penchent sur le tissu vivant afin de dĂ©velopper des applications qui incluent l’impression d’organes humains pour la transplantation ainsi que l’impression des tissus pour le remplacement des parties du corps. D’autres Ă©tudes similaires se penchent sur la conception des aliments comme la viande par exemple.

Nourriture

Les expĂ©riences avec l’extrusion des substances alimentaires dans l’impression 3D ont considĂ©rablement grimpĂ© durant les derniĂšres annĂ©es. Le chocolat reste le plus rĂ©pandu (et attendu). Il y a aussi des imprimantes qui fonctionnent Ă  base de sucre et quelques expĂ©riences Ă  base de pĂątes et de viande. Des Ă©tudes se penchent sur l’utilisation, Ă  l’avenir, de la technologie d’impression 3D dans la production des repas complets Ă©quilibrĂ©s.

Autres

Et finalement, l’entreprise qui possĂšde une gamme unique (brevetĂ©e) de matĂ©riaux c’est Stratasys avec ses matĂ©riaux numĂ©riques destinĂ©s Ă  la plateforme d’impression 3D Objet Connex. Cette gamme implique le fait que les matĂ©riaux standard d’impression Objet 3D peuvent ĂȘtre combinĂ©s durant le processus d’impression – Ă  des concentrations variĂ©es et spĂ©cifiques – afin de crĂ©er de nouveaux matĂ©riaux ayant les propriĂ©tĂ©s requises. On peut produire jusqu’à 140 MatĂ©riaux NumĂ©riques diffĂ©rents Ă  la suite des combinaisons diverses entre les matiĂšres premiĂšres.

Pour en savoir plus sur l’impression 3D, voici quelques ouvrages de rĂ©fĂ©rence sur le sujet:

Quels sont les champs d’application de l’impression 3D ?

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A quoi sert l’impression 3D? Quels mĂ©tiers ou quels secteurs utilisent l’impression 3D? DĂ©couvrez les champs d’application de l’impression 3D.

Origines de l’Impression 3D

A l’origine l’impression 3D Ă©tait utilisĂ©e pour le « prototypage rapide ». C’Ă©tait un moyen de dĂ©velopper des produits d’une maniĂšre rapide et simple en produisant des prototypes afin d’arriver plus rapidement et efficacement Ă  une solution optimale. Cela permet des Ă©conomies de temps et d’argent dans le processus de dĂ©veloppement de produits.

Le prototypage reste probablement le plus grand champ d’application de l’impression 3D. Cette technologie est largement utilisĂ©e et adoptĂ©e Ă  l’échelle industrielle.

Les dĂ©veloppements rĂ©cents de l’impression 3D dans le prototypage ont permis l’apparition de cette technologie dans d’autres secteurs. Les amĂ©liorations facilitent l’utilisation des imprimantes 3D dans toutes sortes de domaines :

Impression 3D dans le secteur médical et dentaire

On considĂšre le secteur mĂ©dical comme un des premiers adeptes de l’impression 3D, mais aussi comme un secteur ayant un Ă©norme potentiel de croissance en raison des options de customisation et de personnalisation de ces technologies et de la possibilitĂ© d’amĂ©liorer la vie des gens au fur et Ă  mesure que ces procĂ©dĂ©s sont actualisĂ©s et que les matĂ©riaux sont dĂ©veloppĂ©s.

Les technologies d’impression 3D sont utilisĂ©es pour diverses applications.

A part la crĂ©ation de prototypes dans le secteur mĂ©dical et dentaire, les technologies sont aussi utilisĂ©es pour crĂ©er des moules de couronnes dentaires et des outils pour rĂ©aliser des bagues orthodontiques. L’impression 3D est utilisĂ©e Ă  la fabrication d’appareils mĂ©dicaux crĂ©Ă©s sur mesure tels que les prothĂšses auditives, les semelles orthopĂ©diques, des prothĂšses personnalisĂ©es et des implants uniques.

Les guides chirurgicaux imprimĂ©s en 3D pour des opĂ©rations spĂ©cifiques reprĂ©sentent aussi un champ d’application Ă©mergent qui aide les chirurgiens dans leur travail et les patients dans leur rĂ©tablissement. On dĂ©veloppe aussi une technologie pour l’impression 3D de la peau, des os, du tissu, des mĂ©dicaments et mĂȘme des organes humains. NĂ©anmoins, ces technologies sont encore largement Ă©loignĂ©es de la commercialisation.

Impression 3D dans l’AĂ©rospatiale

Comme dans le secteur mĂ©dical, le secteur de l’aĂ©rospatiale a adoptĂ© l’impression 3D dĂšs le dĂ©but pour le dĂ©veloppement de produits et le prototypage.

Du fait de l’exigence des Ă©tudes R&D dans l’aĂ©ronautique et du respect des normes, les systĂšmes d’impression 3D Ă  l’échelle industrielle sont souvent utilisĂ©s. L’évolution des procĂ©dĂ©s et des matĂ©riaux a engendrĂ© l’émergence de certaines applications cruciales pour le secteur de l’aĂ©rospatiale.

Parmi utilisateurs de premier plan, on compte GE / Morris Technologies, Airbus / EADS, Rolls-Royce, BAE Systems et Boeing.

Impression 3D dans l’Automobile

Un autre secteur qui a adoptĂ© assez rapidement les technologies de prototypage rapide a Ă©tĂ© le secteur de l’automobile. Plusieurs entreprises du secteur du sport automobile et de la Formule 1 ont adoptĂ© l’impression 3D. Elles utilisent les imprimantes 3D pour le prototypage des piĂšces automobiles.

Le potentiel de l’impression 3D pour le service aprĂšs-vente et la production des piĂšces dĂ©tachĂ©es sur demande est Ă©galement Ă  l’Ă©tude.

Impression 3D dans la Joaillerie

De maniĂšre traditionnelle, le processus de conception et de fabrication de la joaillerie a toujours eu besoin d’une expertise et d’un savoir-faire d’exception rĂ©unissant des disciplines spĂ©cifiques qui incluent la fabrication, le moulage, le coulage, l’électro-galvanisation, le forgeage, le plaquage en or/argent, la coupe de pierre, la gravure et le polissage. Chacune de ces disciplines a Ă©voluĂ© au fil du temps et exige un savoir-faire technique pour la fabrication de bijoux. Pour ne donner qu’un exemple : la fonderie de prĂ©cision a vu le jour il y a plus de 4 000 ans.

Pour l’industrie de la joaillerie, l’impression 3D s’est rĂ©vĂ©lĂ©e particuliĂšrement perturbatrice. Il y a un grand intĂ©rĂȘt pour la maniĂšre dont les imprimantes 3D seront capables de contribuer Ă  faire avancer l’essor de cette industrie. Au niveau de la conception et de la fabrication, l’impression 3D a un impact Ă©norme sur cette industrie.

Impression 3D pour Art / Design / Sculpture

Les artistes et les sculpteurs se lancent dans l’impression 3D. Qu’il s’agisse simplement d’explorer une nouvelle expression ou d’apprendre des maĂźtres anciens, c’est un secteur extrĂȘmement prolifique qui cherche de plus en plus Ă  trouver des façons diverses de travailler avec l’impression 3D. Il y a plusieurs artistes qui sont dĂ©jĂ  devenus cĂ©lĂšbres en travaillant prĂ©cisĂ©ment avec la modĂ©lisation 3D, la numĂ©risation par scanner 3D et les technologies d’impression 3D.

Joshua Harker ;
Dizingof ;
Jessica Rosenkrantz;
Pia Hinze ;
Nick Ervinck ;
Lionel Dean…

La discipline de la numĂ©risation par scanner 3D apporte aussi une nouvelle dimension au monde des arts. Les artistes et les Ă©tudiants ont Ă  prĂ©sent une mĂ©thodologie Ă  disposition pour reproduire des Ɠuvres anciennes afin de les Ă©tudier en dĂ©tail.

Impression 3D dans l’Architecture

L’impression 3D met Ă  disposition une mĂ©thode relativement rapide, facile et Ă©conomiquement viable de fabrication de modĂšles prĂ©cis Ă  partir des donnĂ©es numĂ©riques utilisĂ©es par les architectes. A prĂ©sent, plusieurs cabinets d’architecture renommĂ©s utilisent l’impression 3D rĂ©guliĂšrement.

Plus rĂ©cemment, certains architectes visionnaires considĂšrent l’impression 3D comme une mĂ©thode de construction. Plusieurs organisations sont en train de mener des Ă©tudes dans ce domaine.

Impression 3D dans la mode

Etant donnĂ© que les procĂ©dĂ©s d’impression 3D ont Ă©voluĂ© en termes de rĂ©solution et de matĂ©riaux plus flexibles, le secteur de la mode est aussi concernĂ©e par l’essor de cette technologie.

Les accessoires comme des chaussures, des casques, des chapeaux et des sacs sont imprimés en 3D. Et cette technologie est utilisée dans la haute couture.

Iris van Herpen est une pionniĂšre dans ce domaine. Elle a lancĂ© plusieurs collections qui intĂšgrent l’impression 3D afin de faire exploser les normes.

Impression 3D dans l’Alimentaire

L’impression 3D est encore Ă©mergente dans le secteur alimentaire. Les imprimantes 3D sont utilisĂ©es comme une nouvelle façon de prĂ©parer et de prĂ©senter la nourriture.

Les premiers essais d’impression 3D Ă  base d’aliments utilisaient le chocolat et le sucre. Ces Ă©volutions ont continuĂ© rapidement avec des imprimantes 3D spĂ©cifiques qui ont percĂ© le marchĂ©. Les pĂątes sont par exemple concernĂ©es par Ă©tudes dans l’impression 3D alimentaire.

Impression 3D pour le grand public

Le saint graal des fournisseurs d’imprimantes 3D est l’impression 3D destinĂ©e au grand public.

Des entreprises telles que 3D Systems et Makerbot cherchent Ă  rendre le procĂ©dĂ© d’impression 3D accessible au plus grand nombre.

Pour en savoir plus, voici quelques ouvrages de référence sur le sujet:

Qu’est-ce que c’est que l’impression 3D ?

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DĂ©couvrez ci-dessous une introduction Ă  l’impression 3D.

Potentiel de l’impression 3D

La technologie a probablement influencĂ© l’histoire rĂ©cente de l’humanitĂ© beaucoup plus que tout autre domaine. Pensez Ă  une ampoule, Ă  une locomotive Ă  vapeur, ou plus rĂ©cemment, aux voitures et aux avions, sans parler de l’essor continu d’internet. Ces technologies ont amĂ©liorĂ© nos vies de plusieurs façons ouvrant de nouvelles voies et perspectives, mais d’habitude on a besoin de temps, parfois de dĂ©cennies, pour que le caractĂšre absolument perturbateur de la technologie devienne Ă©vident.

Il est gĂ©nĂ©ralement admis que l’impression 3D ou la fabrication additive (AM) a un potentiel Ă©norme Ă  devenir une de ces technologies. L’impression 3D est en plein essor. Cette nouvelle technologie est en train de rĂ©volutionner la conception graphique et aura des consĂ©quences sur notre quotidien.

Principe de l’impression 3D

Le principe le plus Ă©lĂ©mentaire derriĂšre l’impression 3D est le procĂ©dĂ© de fabrication additive. L’impression 3D est une technologie avancĂ©e qui fabrique des Ă©lĂ©ments de maniĂšre additive en couches multiples Ă  petite Ă©chelle. C’est un procĂ©dĂ© de fabrication totalement nouveau par rapport Ă  toutes les autres techniques de fabrication traditionnelles.

L’impression 3D est donc un procĂ©dĂ© qui sert Ă  crĂ©er des objets directement en ajoutant du matĂ©riel par couches successives de multiples façons en fonction de la technologie utilisĂ©e. Pour simplifier la philosophie sur laquelle s’appuie l’impression 3D, on peut le comparer au processus de construction automatique Ă  l’aide des blocs Lego.

Impression 3D et innovation

L’impression 3D est une technologie qui encourage et promeut l’innovation.

Elle offre une libertĂ© sans prĂ©cĂ©dent tout en Ă©tant un procĂ©dĂ© qui n’exige pas d’outils en rĂ©duisant les coĂ»ts et les dĂ©lais de production. L’impression 3D peut contribuer au dĂ©veloppement durable. Elle est intĂ©ressante du point de vue environnemental Ă  la fois en termes du procĂ©dĂ© de production lui-mĂȘme, en utilisant jusqu’à 90 % des matĂ©riaux habituels et du point de vue de la durĂ©e de vue du produit par une conception plus souple ou plus durable.

L’impression 3D s’est considĂ©rablement dĂ©veloppĂ©e ces derniĂšres annĂ©es. Autrefois rĂ©servĂ©e aux industriels, elle est devenue accessible aux petites entreprises et mĂȘme aux particuliers. Aujourd’hui on peut acheter une petite imprimante 3D Ă  moins de 1 000€.

L’impression 3D gagne un public plus large. Le taux d’adoption est exponentiel et continue Ă  grimper dans tous les domaines avec de plus en plus de systĂšmes, de matĂ©riaux, de services et d’accessoires qui voient le jour.

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