catia tutorial

© C. Schmeisser, J.-A. Adlbrecht

Dassault Systems

CATIA V5R19

Grundlegende Funktionen

Institut für Konstruktionswissenschaften und technische Logistik – E307

© C. Schmeisser, J.-A. Adlbrecht 2

Inhaltsverzeichnis Umgang mit CATIA .................................................................................................................................. 4

Operationen mit Maus- und Funktionstasten ..................................................................................... 4

Standardfunktionen des Dauermenüs ................................................................................................ 5

Konstruktion ............................................................................................................................................ 6

Arten von Körper ..................................................................................................................................... 6

Der Profikörper .................................................................................................................................... 6

Der Rotationskörper ............................................................................................................................ 6

Der Ziehkörper ..................................................................................................................................... 6

Skizzieren ................................................................................................................................................. 7

Hauptfunktionen ................................................................................................................................. 7

Hilfsfunktionen .................................................................................................................................... 8

Temporäre Hilfsfunktionen ................................................................................................................. 8

Arbeitsweise bei der Skizzenerstellung ............................................................................................... 8

Symbole für geometrische Bedingungen ............................................................................................ 9

Geometrie slektieren ........................................................................................................................... 9

Maße ändern ....................................................................................................................................... 9

Maßlinie und Maßzahl verschieben .................................................................................................... 9

Maßzahl löschen .................................................................................................................................. 9

Bedeutung der Farben von Skizzenelementen und Bedingungen .................................................... 10

Material hinzufügen .............................................................................................................................. 11

Extrudieren ........................................................................................................................................ 11

Drehen ............................................................................................................................................... 12

Spiegeln ............................................................................................................................................. 12

Hinzufügen ........................................................................................................................................ 12

Material entfernen ................................................................................................................................ 13

Tasche ................................................................................................................................................ 13

Nut ..................................................................................................................................................... 13

Bohrung ............................................................................................................................................. 13

Schalenelement ................................................................................................................................. 13

Entfernen ........................................................................................................................................... 13

Verschneiden ..................................................................................................................................... 13

Kantenverrundung ............................................................................................................................ 14

Fase .................................................................................................................................................... 14

Flächen und Formelemente: ................................................................................................................. 14



Auszugsschräge ................................................................................................................................. 14

Bewegen ................................................................................................................................................ 14

Gewinde – Erstellung ............................................................................................................................. 15

Mehrere Körper in einem Bauteil .......................................................................................................... 15

Positionieren mehrerer Körper zueinander ...................................................................................... 15

Zeichnungserstellung ............................................................................................................................ 17

Ableitungs-Funktionen .......................................................................................................................... 17

Neue Vorderansicht ........................................................................................................................... 17

Projizierte Ansicht ............................................................................................................................. 18

Schnitt ................................................................................................................................................ 18

Ausbruch ............................................................................................................................................ 18

Detailansicht ...................................................................................................................................... 18

Bemaßung ......................................................................................................................................... 18

Rahmen ............................................................................................................................................. 18

Hilfreiches .............................................................................................................................................. 19

Literaturverzeichnis ............................................................................................................................... 20



Umgang mit CATIA Nach dem starten der Anwendung CATIA V5Rxx erscheint nach kurzer Ladezeit das Hauptfenster von CATIA:

Zu allererst sollte man das Part-Design aktivieren: Start->Mechanische Konstruktion ->Part Design. Danach kommt man zu einem leeren Fenster, in welchem man wie folgt navigiert.

Operationen mit Maus- und Funktionstasten • Linke Maustaste (LM): Elemente Selektieren • Mittlere Maustaste (MM): Modellverschieben, Drehpunkt festlegen • Rechte Maustaste (RM): Aufrufen von Kontextmenüs • MM und LM gleichzeitig: Modell drehen

Werden zuerst die mittlere Maustaste und die linke Maustaste gedrückt, dann die linke losgelassen (mittlere bleibt gedrückt!), kann das Objekt durch Bewegen der Maus gezoomt werden.

• MM und Strg-Taste: Zoomen des Objekts • Doppelklick auf Element: Elementänderung • Doppelklick auf Funktionen: Mehrfachnutzung der Funktion • Entf-Taste: Löschen von selektierten Elementen • F3-Taste: Aus- und Einblenden des Strukturbaumes • Strg-Taste: Sollen mehrere Elemente Selektiert werden, muss ab dem

zweiten die Strg-Taste gehalten werden.

Eine selektierte Funktion kann zu ihrer Ausführung auch bei gedrückter linker Maustaste auf das Objekt gezogen werden.

Toolbox

Hilfswerkzeuge

Konstruktions-historie

Ansicht ändern Dateimenü

Menüleiste



Standardfunktionen des Dauermenüs Viele Funktionen ändern sich dynamisch, je nachdem welcher Inhalt gerade zu sehen ist. Einige Funktionen bleiben aber (fast) immer sichtbar, da sie in den meisten Umgebungen benötigt werden.

Die Funktionen zur Objektdarstellung:

Symbol Funktion Symbol Funktion

Verschieben des Objektes mit der linken Maustaste

Drehen des Objektes mit der linken Maustaste um eine imaginäre Kugel

Vergrößern des Objektes in Schritten Verkleinern des Objektes in Schritten

Einpassen des Objektes in das Arbeitsfenster

Senkrechte Ansicht zur selektierten Ebene/Fläche

„Durchfliegen“ von Objekten Mehrere Ansichten erzeugen

Verdecken bzw. Anzeigen des Objektes

Zwischen verdeckten und unverdeckten Raum umschalten

Objekt in definierten Ansichten anzeigen

Darstellungsmodus (Kanten aus- und einblenden, Schattierung, Drahtmodel, …)

Funktionen zur Materialzuordnung und zum Messen von Objekten und Elementen

Aktualisieren des Modells (nur aktiv wenn eine Neuberechnung auch erforderlich ist)



Konstruktion Um ein Bauteil in angemessener Zeit zu konstruieren, sollte man überlegen wie man vorgeht. Es gibt verschiedene Vorgehensweisen Bauteile zu konstruieren. Wir zerlegen das Bauteil in seine einfachsten Geometrieelemente, die wiederum leicht zu zeichnen sind.

Arten von Körper

Der Profikörper Wird durch Extrudieren eines Profils um eine anzugebene Tiefe erzeugt.

Der Rotationskörper Wird durch Drehen eines Profils um eine anzugebende Drehachse und deinen Drehwinkel erzeugt.

Der Ziehkörper Wird durch Ziehen eines Querschnitts entlang einer skizzierten Leitkurve erzeugt.



Skizzieren Grundlage für alle Körper oder Flächen in CATIA sind Skizzen. Wir wollen nun näher auf die Funktionen des Skizzierers eingehen.

Der Skizzierer ist normalerweise Bestandteil der Part-Erstellung und wird mit dem Symbol dargestellt und aufgerufen. Bevor man zu skizzieren beginnen kann, muss eine Skizzierebene ausgewählt werden. Das sind Beispielsweise, Haupt- oder Hilfsebenen sein oder auch ebene Flächen von bereits vorhandenen Körpern. Die Namen, die CATIA für die Skizzen, Körper, Features, etc. vergibt können und sollten auch der Übersichtlichkeit halber geändert werden. Dies ist vor allem bei komplexeren Teilen und daher auch längeren Konstruktionsbäumen zum empfehlen.

Neben den Hauptfunktionen des Skizzierers werden beim aufrufen auch Hilfsfunktionen angezeigt.

Hauptfunktionen Erst sollen hier nur die wichtigsten Funktionen erläutert werden. Weitere Funktionen werden erst später benötigt und sind für jeden Nutzer in der Funktionsmenüleiste einsehbar.

Symbol Funktion Symbol Funktion

Zusammenhängender Polygonzug aus Geraden und Kreisbögen

Geometrische Bedingungen wie Kongruenz, Tangentenstetigkeit, Parallellität, …

Vordefinierte geschlossene Profile wie Rechteck, Parallelogramm, Langloch, Sechseck, …

Bemaßen

Vordefinierte Kreise, und Bögen, wie Mittelpunktkreis, Dreipunktkreis, Dreipunktbogen, …

Verrunden

Splinekurven Fasen

Kegelschnitte, wie Ellipse, Parabel, Hyperbel, …

Geometrieelement löschen, trimmen oder trennen

Geraden, wie Linie aus zwei Punkten, unendliche Linie, Symmetrielinie, …

Geometrieelement vervielfältigen oder umwandeln

Symmetrieachse 3D-Elemente in die Skizze projizieren

Punkte, wie Punkt durch Anklicken, äquidistante Punkte, Schnittpunkt, … Selektieren von Skizzenelementen

Skizzierer verlassen Automatische Bedingungszuordnung

Hinweis: Die Untermenüs können über die Selektion des schwarzen Dreiecks geöffnet werden.



Hilfsfunktionen Symbol Funktion Symbol Funktion

Ein Gitter im Skizziermodus ein- und ausblenden. Der Gitterabstand ist mit 10mm voreingestellt.

Teil durch Skizzierebene schneiden (sehr praktisch).

Ist die Funktion An Punkt anlegen aktiv (orange), können beim Skizzieren nur die Rasterpunkte gefangen werden.

Bezugselement erzeugen

Ist die Funktion Konstruktions-/Standard-Element aktiv (orange), wird die Geometrie als (gestrichelte) Hilfsgeometrie erzeugt.

Geometrieelement als Ausgabekomponente definieren

Ist due Funktion Geometrische Bedingungen aktiv (ja, orange), werden geometrische Bedingungen automatisch zugeordnet.

Skizzenanalyse durchführen

Ist die Funktion Bemaßungsbedingungen aktiv (orange), können in eingeblendeten Eingabefeldern die Abmessungen des Geometrieelements gleich definiert und am Element angebracht werden.

Hinweis: Die linken fünf Funktionen sind Umschaltfunktionen. Im Regelfall sind davon die obere und die beiden unteren aktiv (orange), die beiden anderen inaktiv (blau) geschaltet.

Unter Tools -> Optionen -> Mechanische Konstruktion -> Sketcher -> … lassen sich die Voreinstellungen für den Skizzierer vornehmen.

Mit den zwei linken Funktionen der Funktionsgruppe Darstellung können im Hintergrund der Skizze liegende Bauelemente aktiv/inaktiv oder sichtbar/nichtsichtbar geschaltet werden. Dies wird bei Baugruppenkonstruktionen wichtig. Die anderen drei können die Bestimmtheit (grüne Farbe der Skizzenelemente), die geometrischen Bedingungen und die Bemaßung einer Skizze ein- oder ausblenden. Generell sollten diese drei Optionen bei der Skizzenerstellung eingeschalten sein.

Temporäre Hilfsfunktionen Für Skizzierelemente können sich die Funktionen der Funktionsgruppe Skizziertools im Dauermenü um Funktionen erweitert werden, z.B. bei der Anwendung der Funktion Profil um die

Anschlussbedingungen (Gerade oder Bögen) an das zuletzt gezeichnete Geometrieelement und um Eingabefelder für die Abmessungen des Elementes (hier nur beispielhaft)

. Die Abmessungen werden nur bei aktiver Funktion Bemaßungsbedingungen im Dauermenü am skizzierten Geometrieelement auch angebracht!

Arbeitsweise bei der Skizzenerstellung Eine effiziente Vorgehensweise bei der Skizzenerstellung ist es, zuerst das Bauteil, bzw. Geometrieelement nur grob zu Skizzieren. Danach werden notwendige Bedingungen angebracht (Kongruenz, Parallelität, Rechtwinkligkeit, …) um die Skizze die richtige geometrische Form zu verleihen. Anschließend werden die tatsächlichen Maße eingetragen.



Zum Verhindern, dass es die Skizze beim Setzen der Bedingungen völlig verzieht, sollte die Skizze bereits halbwegs Maßstäblich erstellt werden, wobei der 10mm-Raster sehr hilfreich ist.

Symbole für geometrische Bedingungen

Geometrie slektieren Ein Element wird selektiert, indem es mit der linken Maustaste selektiert wird (es wird orange). Mehrere Elemente werden aktiviert, indem man das erste Element ganz normal auswählt und dann die Strg-Taste gedrückt hält und währenddessen die weiteren Elemente selektiert. Alternativ kann man auch einen Rahmen um die gewünschten Elemente ziehen und nach Bedarf unerwünschte Geometrieelemente mit gehaltener Strg-Taste wieder deselektieren.

Maße ändern Hierzu reicht ein Doppelklick auf das Maß.

Maßlinie und Maßzahl verschieben Die Maus auf die Maßhilfslinie platzieren, die linke Maustaste drücken, halten und die Maßlinie umherziehen.

Um die Maßzahl zu verschieben geht man wie gerade beschrieben vor, nur zieht man an der Maßzahl.

Maßzahl löschen Die selektierten Maße löscht man mit der Entf-Taste, bzw. mit Rechtsklick -> Löschen.

(Quelle: List 2007)



Bedeutung der Farben von Skizzenelementen und Bedingungen Aus den Farben der Elemente lassen sich Rückschlüsse auf den Bearbeitungszustand der Skizze ziehen:

Farbe

Bedeutung

Weiß Standardskizzenelement mit Freiheitsgraden Grau Hilfsgeometrie mit Freiheitsgraden Grün Element ist in seiner Lage bestimmt Magenta Überbestimmtes Element Rot, Braun Inkonsistente (nicht neu berechnete) Elemente Gelb Aus 3D-Projektion entstandene Skizzengeometrie Orange Selektiertes Element



Material hinzufügen

Extrudieren Um diese Funktion nutzen zu können, muss man im Skizziermodus ( klicken und eine Referenzebene angeben – z.B. die XY-Ebene) eine Skizze erstellen. Nach Verlassen der Skizze und mit aktiver Auswahl der selbigen (orange Markierung im Strukturbaum) kann die Extrusionsfunktion ausgeführt werden (Sie sehen hier zwei Skizzen, die übereinander liegen, weshalb ein Teil der Skizze weiß ist):

Bemaßung

Geometrie

Bedingungssymbol (Horizontal)

Zeichnen von Profilen, Kreisen, Rechtecken, etc.

Skizziermodus verlassen



Drehen Um ein Bauteil drehen zu können benötigt man eine Drehachse, die das Bauteil nicht schneiden darf. Es darf sich also die Kontur bei der Rotation nicht „selbst Schneiden“, was bei einer Drehachse, die die Kontur schneidet der Fall wäre.

Spiegeln Bei symmetrischen Bauteilen reicht es nur eine Hälfte zu konstruieren und diese dann um die Symmetrieebene zu spiegeln.

Wenn man geschickt Symmetrien in einem Bauteil ausnutzt, erspart man sich eine Menge Konstruktionsarbeit und hält zudem die Dateigröße klein.

Tipp: Es kann nicht nur hinzugefügtes Material gespiegelt werden, sondern auch Bohrungen, Rundungen und viele weitere Features.

Bereits ausgewählte Spiegelfläche (orange)

Hinzufügen Um zwei bereits konstruierte Teile zu einem einzigen Teil zusammenzuführen wird diese Funktion verwendet. Die beiden Bauteile werden in ihrer aktuellen Position vereint.

Drehachse

(Spiegeln)



Material entfernen

Tasche Die „Tasche“-Funktion schneidet die Geometrie mit einer vorher erstellten Fläche.

Nut Die „Nut“-Funktion entfernt den Schnitt eines Rotationskörpers mit einem bereits vorhandenen Körper. Dies ist die Negativoperation zu Drehen.

Bohrung Die „Bohrung“-Funktion erzeugt verschiedene Typen von Bohrungen: normale, konische, planeingesenkte, profil- und formgesenkte Bohrungen. Auch, ob in die Bohrung ein Gewinde kommt, die genaue Ausprägung und der Typ des Gewindes lassen sich festlegen. Wichtig für die spätere Zeichnungsableitung.

Schalenelement Erzeugt ein Schalenelement durch Angabe verschiedener Aufmaße. Hierzu gibt man die gewünschte dicke der Schale und die zu entfernenden Flächen an.

Entfernen Entfernt den ausgewählten Körper von einem anderen Körper. Gegenstück zur Hinzufügen-Funktion

Verschneiden Verschneidet den ausgewählten Körper mit einem anderen Körper.



Kantenverrundung Erzeugt mithilfe einer vorhandenen Kante eine Kantenverrundung.

Fase Erzeugt eine Fase von dem Teil durch Entfernen oder Hinzufügen von Material einer ausgewählten Kante.

Flächen und Formelemente:

Auszugsschräge Diese Funktion dient dem Abschrägen einer ausgewählten Fläche um einen gewissen Winkel.

Weitere Flächenoperationen sind zwar vorhanden, werden jedoch am Beginn meist nicht benötigt.

Bewegen

Der Kompass (meist in der oberen rechten Ecke) wird am roten Punkt auf das Bauteil gezogen, das bewegt werden soll. Dann ist das Bauteil auszuwählen, wobei der Kompass(rechts) grün wird. Nun kann das Bauteil mit der Maus verschoben werden.

Ein häufiger Fehler dabei ist es, den Kompass zwar auf das gewünschte Teil zu ziehen, das Teil jedoch nicht auszuwählen. Nur wenn der Kompass, wie im Bild grün ist, kann man das Teil bewegen.



Gewinde – Erstellung Um ein Gewinde zu erstellen, reicht es, dies bereits bei der Bohrung zu definieren. Nachdem man im Bohrungserzeugungsdialog die Bohrung angegeben hat (Durchmesser, etc. muss nicht angegeben werden, da diese Maße durch das Gewinde überschrieben werden), kann man zur Gewindedefinition wechseln und die gewünschten Einstellungen vornehmen.

Mehrere Körper in einem Bauteil

Damit man Beispielsweise die booleschen Operationen Hinzufügen, Entfernen und Verschneiden anwenden kann benötigt man natürlich mehrere Körper. Um einen neuen Körper in das Bauteil (nicht Baugruppe) einzufügen geht man wie folgt vor:

Man klicke auf Einfügen->Körper. Schon erscheint in der Konstruktionshistorie ein neuer Körper.

Wichtig!: Man muss immer das „Objekt in Bearbeitung“ im Auge haben, denn alle Skizzen und Extrusionen, Rotationen, etc. werden diesem Objekt angerechnet. Das „Objekt in Bearbeitung“

zeichnet sich dadurch aus, dass es Konstruktionsbaum unterstrichen ( )dargestellt wird. Mit einem Rechtsklick auf ein Objekt lässt dich die Option „Objekt in Bearbeitung definieren“ wählen.

Positionieren mehrerer Körper zueinander Man kann zwar die Körper mit dem Kompass verschieben (siehe oben), für eine Zeichnungsableitung ist diese Methode jedoch zu ungenau. Oft müssen zwei Flächen genau aufeinanderliegen oder genau fluchten.

Zum Erreichen dieser Präzision, gibt es in CATIA Bedingungen, die den Bedingungen des

Skizziermodus sehr ähnlich sind. Auszuwählen sind diese Bedingungen über das -Symbol für eine schnelle Bedingung (CATIA rät, welche Bedingung gesetzt werden soll – meistens „Offset“), bzw. über

das -Symbol für eine Dialogbox, mit den Verfügbaren Bedingungen. Das zweite Symbol wird nur



aktiv, wenn ein oder mehrere Elemente (Flächen, Kanten, etc.) ausgewählt sind, denen eine Bedingung zugewiesen werden kann.

Hier die Dialogbox mit den verfügbaren Optionen:

Je nach gewählten Features sind mehr oder weniger Optionen verfügbar. Nach Wahl einer Bedingung verschwindet dieses Fenster entweder wieder, wenn die Definition eindeutig ist, oder man muss weitere Einstellungen vornehmen, wie zum Beispiel bei der Definition eines Abstandes.

Diese Bedingungen sollten jedoch nicht zur Erzeugung einer Pseudobaugruppe missbraucht werden, sondern dienen lediglich dazu Teilkörper eines Teils zueinander zu Positionieren (für eine nachfolgende boolesche Operation,

z.B.)



Zeichnungserstellung

Ist man mit dem Ergebnis seiner Arbeit zufrieden, ist es an der Zeit das 3-Dimensionale Gebilde zu Papier zu bringen, also auf zwei Dimensionen zu reduzieren.

Mit einem Klick auf das Menü Start->Mechanische Konstruktion->Drafting gelangt man zu folgendem Dialog:

Hier lassen sich das gewünschte Layout und über den Button „Ändern…“ auch die Standardprojektion (ISO, ANSI, etc.), das Papierformat und die Seitenausrichtung festlegen.

Nach einem Klick auf „OK“ und einer kurzen Wartezeit gelangt man in den Zeichnungsableitungsmodus (der bei Ihnen so, oder so ähnlich aussehen wird).

Ableitungs-Funktionen

Neue Vorderansicht Nach dem Aktivieren dieser Aktion, muss man wieder zum Fenster mit dem gewünschten 3D-Objekt wechseln und eine Referenzfläche bzw. –ebene angeben, von der eine Ansicht erzeugt werden soll. Nach dem erzeugen der Ansicht, kann man diverse Darstellungsoptionen ändern, indem man rechts auf die Ansicht klickt und „Eigenschaften“ auswählt.

Text, etc.

Zeichnungsmanipulation

Schnitte, Details, Aufbrüche, …

Ansichten erzeugen

Bemaßung

Linieneinstellungen Aktive Ansicht

Inaktive Ansichten



Projizierte Ansicht Diese Aktion befindet sich „unter“ dem Button der „Neuen Vorderansicht“. Mit einem Klick auf das kleine Dreieck rechts unten hat man Zugriff darauf. Vor der Wahl dieser Aktion muss die Referenzansicht mit einem Doppelklick ausgewählt werden. Danach kann man die projizierte Ansicht mit der Maus platzieren.

Schnitt Um einen Schnitt zu erzeugen muss man zuerst die gewünschte Referenzansicht wählen. Danach klickt man das Symbol an, definiert die Schnittlinie und kann daraufhin gleich (trotzdem man noch die Schnittlinienerzeugung „in der Hand“ hat) die Schnittansicht platzieren. Die entstehende Schraffur kann man über Rechtsklick auf eine Schraffurlinie->Eigenschaften verändern.

Ausbruch Versteckt sich hinter . Wie bereits gewohnt die zu bearbeitende Ansicht wählen, dann Aktion ausführen und das Ausbruchpolygon zeichnen. Nach dem Schließen des Polygons erscheint die Auswahl der Referenzebene, um die Ausbruchtiefe zu bestimmen. Nach einem Klick auf „OK“ wird der Ausbruch erzeugt.

Detailansicht Referenzansicht wählen, Kreis zeichnen und Ansicht platzieren. Um den Maßstab zu ändern, kickt man rechts auf die neu erzeugte Ansicht und wählt deren „Eigenschaften“. In diesem Dialog lassen sich Maßstab und diverse andere Darstellungsoptionen ändern.

Bemaßung Nach einem einfachen Klick oder einem Doppelklick (siehe Tipps) lassen sich Zeichnungselemente bemaßen. Die Bemaßung lässt sich mittels Rechtsklick->Eigenschaften sehr genau definieren (Toleranz, Präfix, Suffix, etc.)

Rahmen Rahmen können Sie über das Netzlaufwerk „share“ Beziehen. Im Ordner „CATIA Rahmen“ finden Sie für die gängigen DIN-Größen passende Rahmen. Um einen Rahmen in Ihre Zeichnung zu bekommen gehen Sie bitte so vor:

Öffnen Sie den gewünschten Rahmen. Ziehen Sie einen Auswahlrahmen um den gesamten Rahmen. Drücken Sie Strg+C. Wechseln Sie in Ihr Dokument. Klicken Sie auf der linken Seite in der Baumdarstellung ihrer Zeichnung mit der rechten Maustaste auf das aktive Blatt (!) und wählen Sie „Einfügen“.



Hilfreiches Klickt man einmal auf ein Aktionssymbol, wird die Aktion nach einmaliger Anwendung wieder

deaktiviert. Klickt man jedoch doppelt auf ein Aktionssymbol, bleibt die Aktion aktiv, bis man erneut auf das Symbol klickt.

Um bei einer Maßzahl das Durchmesserzeichen „Ø“ anzufügen klickt man rechts auf die Maßzahl und wählt „Eigenschaften“. In diesem Dialogfeld kann man unter dem Reiter „Maßeinträge“ das Prä- und Suffix seinen Wünschen, bzw. der Norm anpassen, sowie vor, nach, über oder unter die Maßzahl Text einfügen.

Das Buch im Literaturverzeichnis ist sehr zu empfehlen und definitiv sein Geld wert! Die 4., aktualisierte Auflage kostet ca. EUR 30,-.



Literaturverzeichnis

List 2007 LIST, Ronald: CATIA-V5-Grundkurs für Maschinenbauer: Bauteil- und Baugruppenkonstruktion. 3. Auflage. Vieweg+Teubner Verlag, 2007 ISBN: 978-3-8348-0326-9

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