Como Ajustar a Primeira Camada da Impressão 3D e Evitar Descolamento
Ajustar a primeira camada na impressão 3D exige a calibração precisa do Z-Offset (mantendo uma distância entre o bico e a mesa de aproximadamente 0,1 mm), o nivelamento térmico da base e a preparação mecânica da superfície. O descolamento da peça (conhecido como warping) é evitado mantendo a mesa rigorosamente limpa com álcool isopropílico 99%, reduzindo a velocidade inicial de impressão para 15 a 20 mm/s, ajustando a temperatura da mesa de acordo com o polímero (60 °C para PLA, 70–80 °C para PETG e 100–110 °C para ABS) e utilizando bases de PEI texturizado ou adesivos de alta eficiência. Com estas etapas, é possível eliminar até 98% das falhas de aderência nos minutos iniciais do processo.
Principais Aspectos e Diagnóstico / Recursos
A Física da Primeira Camada e a Calibração do Z-Offset
O Z-Offset representa a distância compensada no eixo vertical entre a ponta do bico de impressão (nozzle) e o ponto de acionamento do sensor de fim de curso ou de nivelamento automático (ABL). Quando a distância está excessivamente grande, o filamento fundido cai suavemente sem sofrer o esmagamento necessário para aderir à superfície.
Quando o Z-Offset está muito baixo, o bico bloqueia a própria saída do filamento fundido. Isso provoca o riscamento da mesa, o retrocesso do filamento no extrusor (grinding) e o entupimento severo do hotend.
O ponto ideal de ajuste é chamado no setor de squish equilibrado. O cordão de plástico deve apresentar-se levemente achatado, garantindo uma área de contato ampla com a superfície de impressão sem criar cristas salientes nas bordas laterais.
Superfícies de Impressão: PEI, Vidro e Placas Flexíveis
A superfície física do leito de impressão dita a taxa de transferência térmica e o grau de ancoragem mecânica do polímero. O vidro borossilicato oferece um plano quase perfeito, corrigindo deformações na estrutura da mesa, mas exige produtos adesivos adicionais para filamentos como PETG e ABS.
As chapas de aço mola magnéticas com revestimento de PEI (Polieterimida) texturizado tornaram-se a solução mais recomendada na indústria moderna. Elas oferecem altíssima retenção quando aquecidas e promovem a soltura automática da peça assim que a base resfria abaixo de 35 °C.
Placas de policarbonato flexível ou superfícies do tipo BuildTak possuem excelente aderência inicial para PLA. Contudo, apresentam desgaste acelerado e podem rasgar se o Z-Offset for configurado incorretamente.
Dinâmica Térmica e Refrigeração das Primeiras Camadas
O fenômeno de descolamento das pontas (warping) ocorre devido ao gradiente térmico e à contração do polímero fundido. Conforme o plástico esfria, suas moléculas se contraem, exercendo uma força de alavanca contínua que puxa as extremidades da peça para cima.
Para mitigar este estresse mecânico, a mesa aquecida deve manter o plástico próximo ou ligeiramente acima de sua Temperatura de Transição Vítrea ($T_g$). Isso mantém as primeiras camadas em um estado levemente plástico, aliviando as tensões internas do material.
A ventoinha de resfriamento da peça (part cooling fan) deve permanecer completamente desligada durante a primeira e a segunda camadas. O fluxo de ar forçado no início do processo acelera a contração do plástico e causa a perda imediata de aderência.
Adesivos Comerciais e Auxiliares Químicos
A aplicação de promotores de adesão cria uma interface química entre o substrato metálico ou de vidro e o polímero aquecido. Promotores específicos como Magigoo (custo médio entre R$ 150 e R$ 220 o frasco) ou Dimafix (R$ 130 a R$ 190) adaptam suas propriedades adesivas em função da temperatura da mesa.
Soluções acessíveis incluem a cola bastão à base de PVP (Polivinilpirrolidona) e sprays de cabelo de fixação extra forte. O custo dessas opções varia de R$ 12 a R$ 40, oferecendo boa adesão para impressões em PLA, embora exijam lavagens frequentes com água morna para remover resíduos acumulados.
Álcool isopropílico com pureza de 99,8% deve ser utilizado estritamente para desgordurar a mesa antes de cada impressão. O uso de álcool 70% comercial não é recomendado, pois contém água e fragrâncias que deixam uma película gordurosa sobre a base.
Ergonomia no Posto de Trabalho e Processo de Nivelamento
O procedimento de nivelamento manual da mesa (tramming) exige observação visual contínua com uma folga de décimos de milímetro. Operar a impressora em locais muito baixos força uma postura curvada do pescoço e da coluna vertebral, levando à fadiga muscular rápida.
O posto de trabalho ideal posiciona a impressora 3D em uma bancada estável ajustada na altura do peito do operador. Essa configuração permite visualizar o espaço entre o bico e a mesa de forma confortável e alinhada com a linha do olhar.
Adicionar uma fonte de iluminação LED direcional de 600 lumens focada na mesa elimina sombras indesejadas. Isso permite identificar imperfeições na extrusão sem a necessidade de aproximar excessivamente o rosto do bico aquecido a mais de 200 °C.
Impacto Financeiro da Falha de Adesão na Primeira Camada
Impressões que descolam após horas de execução resultam no desperdício direto de matéria-prima, energia elétrica e horas de máquina. Um carretel de filamento técnico de alta performance, como PETG com Fibra de Carbono ou ABS premium, pode custar entre R$ 150 e R$ 380 por quilo.
Uma peça de grande porte de 400g que se solta no meio do processo gera um prejuízo direto superior a R$ 100 em insumos, sem contar o risco de formação do efeito "bola de plástico" (blob). Esse acúmulo de material pode destruir o bloco aquecedor, a capa de silicone e os cabos do termistor, gerando custos de reparo que ultrapassam R$ 250.
Investir no ajuste correto da primeira camada eleva o índice de aprovação de impressões para mais de 95%. Essa consistência operacional reduz significativamente o custo por peça produzida no longo prazo.
Tabela Comparativa / Especificações Técnicas
Abaixo está a comparação detalhada das principais superfícies de impressão disponíveis no mercado e suas variáveis de operação técnica:
| Superfície de Impressão | Filamentos Recomendados | Exige Adesivo Auxiliar? | Durabilidade Estimada | Preço Médio (BRL) | Índice de Aderência (1-10) |
|---|---|---|---|---|---|
| PEI Texturizado (Aço Mola) | PLA, PETG, ABS, TPU, ASA | Não (Apenas para proteção no TPU) | Muito Alta (> 2000 horas) | R$ 160 - R$ 290 | 9.5 / 10 |
| Vidro Borossilicato / Carborundum | PLA, PETG, ABS | Recomendado para PETG/ABS | Alta (Suscetível a lascas) | R$ 80 - R$ 150 | 7.5 / 10 |
| Placa Magnética Flexível (BuildTak) | PLA, TPU | Raramente | Média (Sensível a calor >80°C) | R$ 60 - R$ 110 | 8.0 / 10 |
| Garolite (G10/FR4) | Nylon (PA), PETG, PLA | Opcional | Muito Alta | R$ 90 - R$ 180 | 9.0 / 10 (Excelente p/ Nylon) |
Passo a Passo Pr��tico e Recomendações
Siga o protocolo técnico sequencial abaixo para calibrar a primeira camada e eliminar problemas de descolamento de forma definitiva:
- Passo 1 - Limpeza Profunda do Leito: Lave a chapa removível com água morna e detergente neutro concentrado usando o lado macio de uma esponja. Seque completamente com papel toalha limpo e finalize com álcool isopropílico 99%.
- Passo 2 - Pré-aquecimento do Sistema: Aqueça a mesa na temperatura alvo de impressão (ex: 60 °C para PLA ou 100 °C para ABS) e o bico a 150 °C por pelo menos 10 minutos. Isso garante a expansão térmica completa de todos os componentes de metal antes do nivelamento.
- Passo 3 - Nivelamento Mecânico nos Quatro Cantos: Ajuste os manípulos manuais sob a mesa utilizando uma folha de papel de 80g/m² como calibre de folga. O papel deve deslizar sob o bico sentindo uma leve resistência mecânica sem dobrar.
- Passo 4 - Ajuste Dinâmico do Z-Offset: Inicie a impressão de um modelo de teste de primeira camada (como retângulos finos nos cantos e no centro). Acesse o menu Tune > Z-Offset no painel da impressora e altere os valores em passos de 0,02 mm até que as linhas do filamento fundido se unam perfeitamente sem criar sulcos.
- Passo 5 - Configuração Avançada no Fatiador (Slicer):
- Defina a altura da primeira camada em 0,28 mm (para bicos padrão de 0,4 mm).
- Aumente a largura da linha da primeira camada (First Layer Line Width) para 120% ou 140%.
- Reduza a velocidade da primeira camada para a faixa de 15 mm/s a 20 mm/s.
- Mantenha o fluxo de ventilação desativado até a terceira camada.
Análise de Custo-Benefício e Vale a Pena?
A otimização da primeira camada envolve a escolha entre processos manuais e a atualização do hardware de nivelamento. A instalação de um sensor de nivelamento automático (como o CR-Touch ou BLTouch, com valores entre R$ 180 e R$ 260) automatiza a criação da malha tridimensional da mesa (bed mesh).
Para usuários que operam a máquina comercialmente ou realizam impressões longas acima de 10 horas, o investimento na combinação de um sensor ABL com uma chapa flexível de PEI se paga rapidamente. A economia gerada ao evitar a perda de dois carretéis de filamento cobrirá integralmente o valor das modificações.
Abaixo estão os indicadores consolidados do retorno financeiro do investimento em calibração e acessórios de adesão:
- Custo de modificação recomendado: R$ 320 a R$ 500 (Sensor ABL + Chapa de PEI Texturizado).
- Tempo médio economizado por impressão: 15 a 25 minutos de preparação e calibração constante.
- Redução da taxa de falhas por descolamento: De uma média de 25% de perdas para menos de 2%.
- Retorno do Investimento (ROI): Alcançado em média após a utilização de 3 a 5 carretéis de filamento.
Dica DomineTec: Nunca toque na área útil da mesa com os dedos expostos após a limpeza com álcool isopropílico. A oleosidade natural da pele humana cria uma barreira invisível que reduz drasticamente a adesão do plástico exatamente nos pontos de contato manual. Manuseie a placa de impressão apenas pelas bordas laterais ou utilize luvas de nitrilo durante as rotinas de manutenção.
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Como Ajustar a Primeira Camada da Impressão 3D e Evitar Descolamento
Para ajustar a primeira camada da impressão 3D e evitar descolamento, é essencial garantir o nivelamento adequado da mesa e a configuração correta do fatiador.
Importância da Primeira Camada na Impressão 3D
A primeira camada é crucial em qualquer impressão 3D. Ela serve como a base para todas as camadas subsequentes.
Uma boa aderência garante que o modelo não se desloque durante o processo, resultando em impressões de qualidade inferior. Problemas como descolamento podem causar falhas na impressão e desperdício de material.
Dedicar atenção especial à primeira camada é fundamental para o sucesso da impressão. Uma primeira camada mal feita pode comprometer todo o projeto, levando a um resultado final insatisfatório.
Nivelamento da Mesa: A Base do Sucesso
Nivelar a mesa da impressora 3D é um dos passos mais importantes. Uma mesa desnivelada pode resultar em descolamento da primeira camada e falhas na impressão.
O nivelamento pode ser feito manualmente ou utilizando sistemas automáticos, dependendo do modelo da impressora. Aqui está um guia passo a passo para o nivelamento manual:
- Desligue a impressora e verifique se a mesa está limpa e livre de obstruções.
- Coloque uma folha de papel entre o bico e a mesa.
- Ajuste os parafusos de nivelamento até sentir uma leve resistência ao mover o papel.
- Repita o processo nas quatro extremidades da mesa.
- Verifique o centro da mesa e ajuste conforme necessário.
Configurações do Fatiador: Ajustes Cruciais
Configurações corretas no software fatiador são indispensáveis. O fatiador determina como o modelo é impresso, incluindo a primeira camada.
Parâmetros como altura de camada, velocidade de impressão e temperatura influenciam diretamente na aderência da primeira camada.
| Parâmetro | Recomendação |
|---|---|
| Altura da Primeira Camada | 0.2 mm |
| Velocidade de Impressão | 20-30 mm/s |
| Temperatura do Bico | 210-220°C (PLA) |
| Temperatura da Mesa | 60°C (PLA) |
Dica: Testar a impressão de uma pequena peça de teste pode ajudar a identificar problemas antes de iniciar uma impressão maior.
Escolha do Filamento: Aderência e Compatibilidade
A escolha do filamento é fundamental para a impressão 3D. Filamentos como PLA têm melhor aderência à mesa quando comparados ao ABS, tornando-os uma escolha popular, especialmente para iniciantes.
A compatibilidade do filamento com a impressora e a mesa também deve ser considerada. Entender a diferença entre PLA e ABS pode auxiliar na seleção do material certo para cada projeto.
A tabela abaixo ajuda na escolha do filamento:
| Filamento | Aderência | Facilidade de Impressão | Aplicações Comuns |
|---|---|---|---|
| PLA | Alta | Fácil | Prototipagem, peças decorativas |
| ABS | Moderada | Moderado | Peças funcionais, modelos robustos |
| PETG | Alta | Fácil | Peças mecânicas, recipientes |
| Nylon | Alta | Difícil | Peças flexíveis e duráveis |
Manutenção do Bico: Limpeza e Cuidado
Um bico sujo ou entupido pode prejudicar a extrusão do filamento. Manter o bico limpo é essencial para garantir uma impressão de qualidade.
A limpeza regular pode ser realizada utilizando filamentos de limpeza ou métodos manuais, como o uso de agulhas finas ou ar comprimido.
Aqui estão algumas dicas para garantir que o bico da impressora 3D esteja sempre limpo:
- Realize a limpeza do bico após cada impressão, especialmente se usar filamentos que tendem a deixar resíduos.
- Utilize filamentos de limpeza específicos para remover obstruções.
- Verifique se a temperatura do bico está correta antes de iniciar a impressão.
- Faça uma limpeza profunda a cada 10-15 impressões ou quando notar falhas na extrusão.
Utilizando Recursos do Fatiador para Melhorar a Aderência
Alguns fatiadores oferecem recursos que melhoram a aderência da primeira camada. Por exemplo, a opção de "raft" ou "brim" pode ser utilizada para aumentar a área de contato com a mesa.
O uso de um brim, por exemplo, adiciona uma borda ao redor do modelo, ajudando na fixação e evitando descolamentos.
A tabela abaixo mostra as diferenças entre essas opções:
| Recurso | Descrição | Vantagens |
|---|---|---|
| Brim | Camadas adicionais ao redor do modelo | Melhora a aderência e é fácil de remover |
| Raft | Base completa sob o modelo | Ótima para modelos com uma base pequena, mas difícil de remover |
| Skirt | Linhas ao redor do modelo sem cobri-lo | Ajuda a iniciar a extrusão, mas não melhora a aderência |
Perguntas Frequentes
Qual é a melhor altura da primeira camada para evitar descolamento?
A altura recomendada para a primeira camada é de 0.2 mm, pois promove boa aderência sem comprometer a qualidade da impressão.
Como saber se a mesa da impressora está nivelada corretamente?
Um teste simples com uma folha de papel pode ajudar. Se houver resistência ao mover o papel entre o bico e a mesa, o nivelamento está adequado.
Filamentos PLA são melhores que ABS para a primeira camada?
Sim, filamentos PLA geralmente oferecem melhor aderência à mesa em comparação ao ABS, tornando-os uma escolha popular para iniciantes.
O que fazer se a primeira camada não estiver aderindo?
Verifique o nivelamento da mesa, a temperatura do bico e a velocidade de impressão. Ajustes nesses parâmetros podem resolver o problema. Considere também a possibilidade de utilizar brim ou raft para melhorar a aderência.
Como limpar o bico da impressora 3D?
A limpeza pode ser feita utilizando filamentos de limpeza específicos ou através de aquecimento e uso de materiais manuais para remover obstruções. É importante garantir que o bico esteja sempre em boas condições para evitar problemas de impressão.
```htmlGuia Prático para Ajustar a Primeira Camada
A primeira camada é crucial para a adesão do filamento à plataforma de impressão. Um ajuste preciso da altura do nozzle é fundamental para garantir uma boa adesão.
Utilizar uma folha de papel como referência pode ajudar a calibrar a distância entre o bico e a superfície. O papel deve passar com leve resistência entre o bico e a cama de impressão.
Ajustes no nível da cama também são essenciais, pois uma superfície não nivelada pode levar a impressões falhas. Verifique a planicidade da cama com um nível de bolha antes de iniciar o processo de impressão.
Erros Comuns de Iniciantes
Um erro frequente é a altura inadequada do nozzle, que pode causar descolamento da primeira camada. Ajustes mal feitos podem levar a uma impressão irregular e a falhas no projeto.
Ignorar a limpeza da superfície de impressão é outro erro comum que pode afetar a aderência. Resíduos de filamento ou poeira podem impedir que a primeira camada se fixe adequadamente.
Utilizar uma temperatura de extrusão inadequada pode resultar em problemas de adesão. Cada tipo de filamento tem suas especificações de temperatura que devem ser respeitadas.
Custos Envolvidos na Impressão 3D
Os custos para ajustar a primeira camada incluem a compra de filamentos e a manutenção do equipamento. Filamentos de qualidade superior podem garantir uma melhor adesão e resultados finais mais satisfatórios.
Além disso, investir em superfícies de impressão específicas, como vidro ou fita adesiva, pode aumentar os custos iniciais. No entanto, esses investimentos podem reduzir a taxa de falhas nas impressões.
Custos com energia elétrica também devem ser considerados, especialmente durante impressões longas que demandam aquecimento constante da cama. Uma impressora 3D bem ajustada pode reduzir o tempo de impressão e o consumo de energia.
Dicas de Segurança na Impressão 3D
A segurança ao trabalhar com impressoras 3D deve ser uma prioridade. Utilizar luvas e óculos de proteção é recomendado ao manusear filamentos e realizar ajustes na máquina.
É importante garantir que a área de impressão esteja bem ventilada, especialmente quando se utiliza filamentos que podem liberar vapores. Manter o local de trabalho limpo e organizado pode prevenir acidentes durante a operação.
Desligar a impressora quando não estiver em uso e evitar obstruções ao redor do equipamento são práticas seguras. Isso ajuda a evitar incêndios e garante um ambiente de trabalho seguro.
Marcas Recomendadas para Filamentos
Filamentos de marcas como Hatchbox e Prusa são conhecidos por sua qualidade e boa adesão na primeira camada. Esses materiais são frequentemente recomendados por usuários experientes e profissionais.
Outra marca de destaque é a eSUN, que oferece uma ampla gama de filamentos com características específicas para diferentes tipos de impressões. A escolha do filamento pode impactar diretamente na qualidade da primeira camada.
Filamentos da marca MatterHackers também são bem avaliados e conhecidos por sua versatilidade e desempenho. A pesquisa sobre diferentes marcas pode ajudar a encontrar a melhor opção para cada projeto.
Alternativas de Mercado para Superfícies de Impressão
Superfícies de vidro são uma escolha popular para melhorar a adesão da primeira camada. Elas proporcionam uma superfície lisa e uniforme, ideal para a impressão 3D.
Outra alternativa é o uso de fitas adesivas específicas, como a fita Kapton, que ajuda a manter a temperatura e a adesão do filamento. Essas fitas podem ser mais acessíveis e fáceis de aplicar.
Placas de alumínio anodizado também são uma opção viável, pois oferecem boa durabilidade e resistência ao calor. A escolha da superfície deve ser feita com base no tipo de filamento utilizado e nos resultados desejados.
Técnicas Avançadas para Melhorar a Aderência
Uma técnica avançada para melhorar a aderência da primeira camada é a aplicação de uma camada de laca ou spray adesivo na superfície de impressão. Isso pode aumentar significativamente a adesão, especialmente para filamentos problemáticos.
Outra abordagem é ajustar a configuração de "brim" ou "raft" na impressão 3D, que cria uma base extra para a peça. Essas configurações ajudam a estabilizar a peça e reduzir o risco de descolamento.
Experimentos com diferentes velocidades de impressão da primeira camada também podem levar a melhores resultados. Reduzir a velocidade pode permitir que o filamento se fixe melhor à superfície durante a impressão inicial.
Impacto das Condições Ambientais na Impressão 3D
As condições ambientais, como temperatura e umidade, podem afetar a qualidade da primeira camada. Ambientes muito frios podem dificultar a adesão do filamento à cama de impressão.
Utilizar um aquecedor de ambiente pode ajudar a manter uma temperatura estável durante a impressão. Além disso, evitar áreas com correntes de ar pode prevenir problemas de descolamento.
Monitorar a umidade do ambiente também é importante, pois filamentos absorvem umidade e isso pode afetar a extrusão. Armazenar os filamentos em recipientes herméticos pode ajudar a preservar suas propriedades.
``` ```htmlComo Ajustar a Primeira Camada da Impressão 3D e Evitar Descolamento
A primeira camada da impressão 3D é crucial para o sucesso de qualquer projeto. Um bom ajuste garante a adesão adequada ao leito de impressão, evitando problemas como o descolamento. Este guia fornecerá dicas e técnicas para otimizar a primeira camada e garantir resultados de alta qualidade.
Importância da Primeira Camada
A primeira camada serve como a base para toda a impressão. A aderência inadequada pode levar a falhas, como o descolamento e deformações. Portanto, é essencial entender como ajustar fatores como altura da camada, temperatura e velocidade de impressão.
Fatores que Influenciam a Primeira Camada
- Altura da Camada: A altura da primeira camada deve ser ajustada de acordo com o tipo de material utilizado.
- Temperatura do Leito: Um leito aquecido pode ajudar a melhorar a adesão da primeira camada.
- Material de Impressão: Diferentes materiais têm diferentes propriedades de adesão.
- Velocidade de Impressão: A velocidade deve ser reduzida para a primeira camada para garantir melhor aderência.
Ajustando a Altura da Primeira Camada
A altura da primeira camada pode ser ajustada nas configurações da impressora. Uma altura adequada geralmente varia entre 0,1 mm e 0,3 mm, dependendo do tipo de material utilizado. Para materiais como PLA, uma altura menor pode ser mais eficaz, enquanto para ABS, uma altura maior pode ajudar na adesão.
Temperatura do Leito de Impressão
Manter a temperatura correta do leito é fundamental. Abaixo está uma tabela com as temperaturas recomendadas para diferentes materiais:
| Material | Temperatura do Leito (°C) |
|---|---|
| PLA | 50 - 60 |
| ABS | 90 - 110 |
| PETG | 70 - 80 |
| Nylon | 70 - 90 |
Reduzindo a Velocidade de Impressão
Uma velocidade de impressão mais baixa para a primeira camada pode melhorar a adesão. Recomenda-se reduzir a velocidade em 30% a 50% em relação à velocidade normal de impressão. Isso permite que o material tenha mais tempo para aderir ao leito.
Verificando o Nivelamento do Leito
O nivelamento correto do leito é essencial para a impressão 3D de qualidade. Se o leito estiver desnivelado, algumas áreas podem não aderir corretamente. Utilize ferramentas de nivelamento ou faça o ajuste manualmente. Siga estas etapas para um nivelamento eficaz:
- Utilizar uma folha de papel para verificar a distância entre o bico e o leito.
- Ajustar os parafusos de nivelamento do leito até que a resistência ao papel seja uniforme em toda a superfície.
- Repetir o processo até que todas as áreas estejam niveladas corretamente.
Utilizando Aditivos de Aderência
Existem vários aditivos disponíveis que podem ajudar a melhorar a adesão da primeira camada. Aqui estão alguns exemplos:
- Sprays Aditivos: Produtos como spray adesivo podem ser aplicados ao leito antes da impressão.
- Fitilhos de Aderência: Fitilhos adesivos podem ser utilizados para aumentar a área de contato.
- Papel de Jornal ou Fita Crepe: Usar papel ou fita adesiva pode ajudar a melhorar a superfície de contato.
Monitorando a Primeira Camada
Observar a primeira camada durante o início da impressão pode ajudar a identificar problemas rapidamente. Algumas dicas incluem:
- Verificar se o material está sendo extrudado uniformemente.
- Observar a aderência e se não há descolamento nas bordas.
- Ajustar rapidamente as configurações, se necessário, durante os primeiros minutos de impressão.
Conclusão
Ajustar a primeira camada da impressão 3D é um passo vital para evitar descolamento e garantir a qualidade da impressão. Seguir as diretrizes acima pode ajudar a otimizar o processo e melhorar os resultados. Com prática e atenção aos detalhes, a impressão 3D se tornará mais confiável e satisfatória.
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