En tant que joueur polyvalent dans l'industrie manufacturière, CNC Turning peut facilement gérer des métaux tels que l'aluminium et le cuivre, ainsi que les matériaux tels que le plastique et le bois, et même le traitement ultrapièces complexes de précision.
Mais ne pensez pas que le simple fait de choisir des matériaux suffit. Le choix du bon peut économiser du temps et de l'argent, tout en choisissant le mauvais peut affecter directement l'efficacité du traitement.
Aujourd'hui, nous vous emmènerons pour en savoir plus sur les propriétés des matériaux couramment utilisées dans le tournage CNC, ainsi que sur la façon de sélectionner les matériaux et de vous aider à trouver le plus approprié.
Quelle est la définition de base du tournant CNC?
CNC Turning appartient à la technologie d'usinage soustractive, ce qui signifie simplement couper les pièces en coupe en continu des matériaux solides et en éliminant la couche de pièces en excès par couche jusqu'à ce que la forme cible soit obtenue.
Il y a un phénomène spécial pendant le traitement, oùCNC Turning Centerou le tour lui-même est fixe et stationnaire, tandis que la matière première serrée tourne à grande vitesse. À ce stade, un outil de point unique net se déplacera de manière synchrone le long des directions x et z, coupant avec précision le matériau rotatif.
Le cœur de l'ensemble du processus réside dans le programme informatique, qui, comme un centre de commande, contrôle la trajectoire de mouvement, la vitesse et la vitesse d'alimentation de l'outil en temps réel. Cette opération automatisée garantit non seulement une précision de ± 0,01 millimètres, mais permet égalementproduction de massede pièces tournées CNC complexes.
Comment CNC Turn Turning Programming est-il effectué?
CNC Turning Programming est en fait rédige un guide de fonctionnement dédié pour la machine-outil. L'ensemble du processus peut être divisé en trois actions clés: le dessin, la programmation et les détails d'ajustement.
Tout d'abord, nos ingénieurs se réfèrent au fichier PDF de dessin CNC et utilisent le logiciel CAO pour dessiner un modèle tridimensionnel de la pièce.
Ensuite, le logiciel CAM reprend le bâton et convertit ce dessin de conception en unProgramme de virage CNCQue la machine-outil peut comprendre, c'est-à-dire un code G contenant des instructions telles que le chemin d'accès à l'outil, la vitesse et la vitesse d'alimentation.
Enfin, ce programme est entré dans le tour CNC, et la machine-outil suivra strictement les instructions de code pour faire pivoter le matériau, déplacer l'outil et couper des pièces précises une par une.
Le noyau ici est la flexibilité du programme de virage. Par exemple, lors du traitement du même arbre, le programme augmentera la vitesse pour une coupe rapide et précise lors de l'utilisation de l'alliage d'aluminium et réduira automatiquement la vitesse lors du passage en acier inoxydable pour empêcher l'outil de surchauffer. Cette capacité à ajuster les paramètres à tout moment assure non seulement la précision des pièces (l'erreur est inférieure à 1/5 de cheveux), mais prolonge également la durée de vie de l'outil. Des vis aux bandoulines du moteur, presque toutes les pièces métalliques symétriques en rotation nécessitent cette commande précise.
Quels matériaux sont souvent utilisés pour le tournant CNC?
Le virage CNC peut façonner avec précision diverses matières premières. Le choix du bon matériau est non seulement lié à la qualité du produit fini, mais affecte également directement l'efficacité et le coût de traitement. Nous divisons les matériaux communs en deux catégories: métal et non-métal, pour vous aider à verrouiller rapidement le meilleur choix.
Matériaux métalliques: la force principale du tournant CNC
1.Les alliages en aluminium
- Caractéristiques: La densité n'est que 1/3 de celle de l'acier, le film d'oxyde naturel offre une protection de rouille et la conductivité thermique est élevée (environ 200 W / m · K).
- Avantages: faible résistance de coupe, adapté au traitement à grande vitesse (la vitesse peut atteindre plus de 3000 tr / min) et une longue durée de vie de l'outil.
Suggestions de traitement:
Utilisez des outils enduits de diamant pour empêcher les puces en aluminium de coller à l'outil.
Paramètres de coupe recommandés: Taux d'alimentation 0,2-0,5 mm / Rév.
2. acier inébranlable 304
- Caractéristiques de composition: 18% de chrome + 8% de structure austénitique nickel, dureté HRB 85-95.
- Difficultés de traitement: Facile à produire en durcissant pendant la coupe, et l'outil est facile à porter.
Solution:
Utilisez des outils en acier à grande vitesse ou CBN (nitrure de bore cubique contenant du cobalt.
Forcer l'alimentation du liquide de refroidissement et contrôler la température inférieure à 60 ° C.
3.La alliage de zinc
- Caractéristiques du processus: Le point de fusion n'est que de 419 ° C, adapté à la coulée de la matrice, la surface peut être électroplée.
- Avantage économique: le coût matériel est de 30% inférieur à celui dealliage en aluminium, adapté à la production de masse.
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- Paramètres de performance: le rapport résistance / poids est le double de celui de l'acier, la résistance à la température peut atteindre 600 ° C.
- Défis de traitement: faible conductivité thermique (7W / m · k), la chaleur de coupe est facile à accumuler.
Compétences professionnelles:
Utilisez à basse vitesse (200-400 tr / min) + stratégie d'alimentation élevée.
Utilisez des outils de refroidissement internes à haute pression et la pression du fluide de coupe est recommandée comme ≥10 MPa.
5.Brass (série H59-H96)
- Compositioneffet: Le contenu en zinc varie de 40% à 60%, etContenu du zinc estinférieur,La duretéest plus bas.
- Propriétés d'auto-lubrification: pas de liquide de refroidissementexigence dans coupure, etrugosité de surface est RA 0,8 μm.
Points principaux pour le traitement des matériaux non métalliques
Type de matériau | Outils de coupe recommandés | Plage de vitesse | Scénarios d'application typiques | Précautions |
Plastique abs | Moulin à extrémité en acier à grande vitesse. | 1500-2500 tr / min | Enveloppe électrique, engrenages jouets. | Empêcher la surchauffe et la déformation. |
POM (Sai Steel) | Outil de retournement en carbure. | 800-1200 tr / min | Roulements et composant coulissant. | Contrôlez la profondeur de coupe à ≤2 mm. |
Bois dur (chêne) | Couteau de sculpture en diamant. | 2000-4000 tr / min | Sculpture de meubles, têtes d'instruments de musique. | Nettoyez régulièrement la sciure. |
Matériau composite en fibre de carbone | Outils de coupe PCD. | 500-800 tr / min | ARRME DRONE, châssis de course. | Aménagement anti-superposition spécial. |
Guide de sélection des matériaux:
1. Déterminer les exigences de base
Sileforcea être élevé, l'alliage de titane est préféré sur acier inoxydableet enfin,L'acier au carbone est considéré.
Dansapplications où Les coûts comptent, l'alliage de zinc est le plusabordable,alors vientalliage d'aluminium,etLe laiton est relativementcher. Ildoitêtrerappeléque quandexposé àenvironnements spéciaux,un a pour "prescrire le bon médicament": 316L en acier inoxydablea àêtre pris en comptedansenvironnements d'eau de mer et alliage d'inconvénienta àêtrechoisidirectementpour les environnements à haute température.
2Précautions danstraitement
Sois prudentalors quealliage d'usinage en titanesurunstandardse tourner et assurerla puissance de la brocheest5 kW ou plus.Quand conception produits que sont fait defibre de carbone, vous devez préparer spécialcouteaux Aussi dur que les diamantspréalablement. Leatelieréquipementest commelel'équipement de l'athlète,ils besoinà faire correspondreainsi queàcréerle meilleur effet.
3. Traitement et assemblage de la surface
L'alliage en aluminium convient le plustraitement anodisant, tandis que le polissage électrolytique est couramment utilisé pour l'acier inoxydable. Pour les composants qui nécessitent un assemblage de précision, il est recommandé d'utiliser du plastique POM, qui a un faible coefficient de frottement.
Quelles industries utilisent le tournant CNC?
CNC Turning Technology joue un rôle important dans de nombreux domaines en raison de sa haute précision et de sa bonne efficacité. Cette méthode de traitement est comme un ciseau de précision dirigé par des instructions numériques. Il peut maintenir une qualité stable dans la production de masse et se rencontrerpersonnalisation personnaliséebesoins. Voici les scénarios d'application typiques du service de rotation CNC dans différentes industries:
1. fabrication d'automobile
Des engrenages de transmission aux liaisons de suspension, plus de 60% des pièces métalliques sur les voitures ne peuvent pas être séparées du virage. Qu'il s'agisse d'une voiture familiale ou d'un camion lourd, les pièces qui ont besoin de résister à des mouvements de haute intensité et à haute fréquence utilisent souvent le tour de CNC pour assurer une précision dimensionnelle et une durabilité.
2. Système mécanique
Dans divers types d'équipements mécaniques, les pièces «joints» telles que les noyaux d'arbre et les manchons de roulement sont essentiellement des pièces de virage CNC. Ils sont comme des vis et des écrous dans les systèmes mécaniques, qui doivent connecter avec précision diverses pièces et assurer une transmission de puissance lisse. Les pièces de virage courantes comprennent également des pièces de transmission clés telles que les tiges de piston et les couplages, qui sont largement utilisées dans les moteurs, les lignes de production et autres scénarios.
3. Dispositifs médicaux
Le domaine médical a les exigences les plus strictes pour la précision departies tournées, comme les implants orthopédiques et les instruments chirurgicaux, qui nécessitent souvent de traiter la précision au niveau des cheveux. En tant que fabricant professionnel atteint de certification médicale ISO, JS est particulièrement bon à traiter les matériaux biocompatibles pour s'assurer que chaque partie de tournée médicale est sûre et fiable.
4.Aerospace
Les lames du moteur d'avion, les connecteurs de train d'atterrissage et les autres «lignes de vie de la durée de vie» sont généralement faites d'alliages de titane à haute résistance par le virage de précision. Ces pièces doivent non seulement être aussi légères qu'une plume, mais aussi aussi dure qu'une roche, et doivent être strictement conformes aux normes de processus spéciales dans le champ d'aviation.
5. Automatisation électronique
Dansrobots et industrielsL'équipement de commande, de nombreux capteurs de précision et des engrenages de transmission cachés dans les boîtiers métalliques sont complétés par micro-tournant. Bien que ces pièces soient de petite taille, les exigences de précision ne sont pas du tout ambiguës et nécessitent souvent un contrôle dimensionnel de niveau micron.
Bien que le processus de tournage soit largement applicable, différentes industries ont des exigences particulières pour les matériaux, la précision et la certification. Il est recommandé de communiquer avec nous en détail les besoins spécifiques avant la prestation, en particulier dans des domaines spéciaux tels que la médecine et l'aviation, où nous avons à la fois une certification de qualification et une expérience de processus.
Comment déterminer les facteurs clés de la sélection des matériaux?
Dans les services de tournage CNC, la sélection des matériaux nécessite une analyse systématique des trois facteurs suivants:
1. La correspondance des performances est la base
La sélection des matériaux doit d'abord correspondre au scénario d'utilisation réel de la pièce. Trois paramètres clés doivent être clarifiés: la pression mécanique à supporter, la plage de température de fonctionnement et le type de support en contact.
Par exemple, le corps de la valve hydraulique doit résister à l'impact à haute pression, et l'acier inoxydable ou l'acier en alliage est généralement sélectionné. Les implants médicaux doivent utiliser l'hommematériaux compatibles, comme l'alliage médical de titane. Il y avait un cas typique: une fixation d'aviation s'est souvent cassée après utilisation car la résistance à la fatigue du matériau n'a pas été prise en compte, et le problème a finalement été résolu en passant en alliage 718.
2. Le traitement de la faisabilité doit être vérifié
La difficulté de traitement des différents matériaux affecte directement l'efficacité de la production et le coût. Les matériaux faciles à couper tels que les alliages en aluminium et les cuivres peuvent rapidement traiter les surfaces de haute précision et conviennent aux pièces de précision. Les matériaux difficiles à processus tels que les alliages de titane et les alliages à haute température nécessitent des outils spéciaux et des refroidisseurs spéciaux correspondants et nécessitent des machines-outils pour avoir des fonctions spécifiques.
Par exemple, lors du traitement de l'alliage de titane, il est nécessaire de confirmer si la machine-outil peut maintenir une vitesse de coupe constante et que la puissance de la broche n'est pas inférieure à 5 kW. C'est comme conduire en montée nécessite une puissance suffisante, sinon il est facile de calmer à mi-chemin.
3. Le coût complexe doit être calculé avec précision
Sur le point de garantir les performances, il est nécessaire d'équilibrer les coûts des matériaux et le coût de traitement. Pour la production de masse, des matériaux économiques tels que l'alliage de zinc et l'acier faible en carbone peuvent être prioritaires pour réduire les coûts grâce aux économies d'échelle. Petits lots depièces de précisionnécessitent une considération globale. Par exemple, bien que le prix unitaire de l'acier pré-durci soit plus élevé, il peut économiser le processus de traitement thermique et est plus rentable.
Dans le projet d'entreprise des pièces automobiles avec lesquelles nous avons coopéré le mois dernier, après avoir passé au fer ductile, le coût des matériaux a augmenté de 15%, mais en raison de la réduction de 40% de la perte d'outils, le coût total a diminué de 8%.
Quels sont les principaux matériaux d'outils utilisés dans le tournant CNC?
Pour les outils de coupe de tour, seuls les bons matériaux peuvent couper de belles pièces. Il existe quatre grandes catégories de matériaux d'outils traditionnels, chacun avec ses propres forces:
1. acier à vitesse haute (HSS)
- Formule de matériau: contient du tungstène, du molybdène, du chrome et d'autres éléments, c'est un matériau polyvalent dans l'industrie du métal.
- Avantages: bonne ténacité, prix abordable, adapté aux conditions de coupe intermittentes.
- Scénario classique: traitement rugueux des pièces en acier ordinaires, vitesse recommandée ≤ 30 m / min.
2.Les alliages cobalt (comme M42)
- Caractéristiques résistantes à la chaleur: contient 8% d'éléments de cobalt, et la dureté à haute température est 20% plus élevée que celle de l'acier à grande vitesse ordinaire.
- Scénarios applicables: Coupe continue de l'acier inoxydable et des alliages résistants à la chaleur, la température de coupe peut atteindre 600 ℃.
3. en carbure de tungsten (alliage dur)
- Paramètres de performance: dureté jusqu'à HRA90, la résistance à l'usure est 5 fois celle de l'acier à grande vitesse.
- Performances pratiques: lors du traitement de la fonte, la vitesse de coupe peut atteindre 200 m / min.
- Mise à niveau du revêtement:Revêtement tialnpeut prolonger la durée de vie de l'outil de 3 fois.
4. Céramique métallique
- Structure du matériau: Matrice en céramique + phase de liaison métallique, comme porter un costume isolant thermique.
- Avantages spéciaux: lors de la coupe de l'alliage de titane, lerugosité de surfacepeut atteindre RA 0,4 μm.
- Utilisez des restrictions: il est relativement cassant et ne convient pas à la coupe intermittente.
Tableau de référence de décision de sélection des matériaux
Matériaux de traitement | Préférer | Solutions alternatives | Utilisez le type avec prudence |
Acier doux | Carbures enduits. | Acier à grande vitesse. | Cermet. |
Acier inoxydable | Alliage dur à base de cobalt. | Cermet. | Acier à grande vitesse ordinaire. |
Alliage en titane | Outils enduits de diamant. | Cermet. | Alliage dur non revêtu. |
Alliage en aluminium | Outils de coupe PCD. | Alliage dur à grain ultrafine. | Acier à grande vitesse. |
Par exemple, lors du traitement des disques de frein automobile (fonte gris HT250), l'utilisation d'outils de coupe CBN (nitrure de bore cubique) peut augmenter l'efficacité de 5 fois par rapport aux alliages durs. Lors de la raffinement des ongles d'os en alliage en alliage en titane médical, les outils de coupe en céramique de nitrure de silicium peuvent obtenir un effet miroir.
La clé est de se rappeler: il n'y a pas d'outil universel, seulement le choix le plus approprié pour les conditions de travail actuelles.
Sur la base du traitement des matériaux, comment CNC tourne-t-il un défi?
1.La bataille prolongée de la vie de l'outil
Bien queOutils de virage CNCsont petits, ils ont de grandes responsabilités. L'usure de la lame affecte directement la qualité de traitement. En fonctionnement réel, seul le bord avant de l'outil est vraiment impliqué dans la coupe.
Lorsque vous rencontrez des matériaux de hauteur de tasse ou des paramètres de coupe inappropriés (comme une vitesse d'alimentation trop rapide et une profondeur de coupe trop grande), la lame vieillira prématurément. Il y avait une usine de traitement qui n'a pas ajusté les paramètres dans le temps lors de la réduction des alliages résistants à la chaleur, ce qui fait passer la durée de vie de l'outil des 8 heures conventionnelles à moins de 1 heure.
2. L'individualité des matériaux
Les caractéristiques de traitement de différents matériaux varient considérablement. L'aluminium est facile à traiter comme un étudiant obéissant, le laiton est comme un artisan expérimenté avec l'auto-lubricité et l'acier inoxydable nécessite un traitement spécial. Surtout lors de la rencontre de nouveaux matériaux composites, il est recommandé d'effectuer d'abord la vérification du traitement des essais, ce qui ressemble à un essai clinique avant le lancement d'un nouveau médicament, ce qui peut éviter efficacement des situations inattendues pendant la production de masse.
3. Contrôle de la prévision
Même si l'équipement automatisé est utilisé, l'assurance de précision nécessite toujours une coopération dans plusieurs liens. L'erreur numérique au stade de programmation peut être amplifiée des dizaines de fois et reflétée dans le produit fini. JS utilise souvent le concept que la conception détermine la qualité, nécessitant un contrôle de précision à partir de l'étape de modélisation CAO et prédisant les écarts dimensionnels possibles à travers le logiciel de simulation.
4. Limite de capacité d'équipement
Les tours CNC ne sont pas des outils universels et leurs capacités de traitement sont limitées par les structures physiques. Lorsqu'ils sont confrontés à des parties prismatiques ou à des surfaces irrégulières, les tours ont souvent besoin d'utiliser d'autres processus tels que le fraisage à terminer. Par exemple, lors du traitement de la structure plane des noix hexagonales, il est difficile d'atteindre les exigences de précision d'angle droit sur la ligne de bord avec un simpleprocessus de tournage.
Quelle est la tendance future de développement des matériaux de tournage CNC?
Tendance 1: Développement rapide des matériaux composites
Matériaux à base de métaux en fibre de carbone:Ce type de matériau composite haute performance remplace rapidement les matériaux uniques traditionnels. Il est non seulement un cinquième plus léger que les alliages d'aluminium conventionnels, mais a également une augmentation de 40% des indicateurs de résistance. Il a été appliqué avec succès aux pièces de précision telles que les joints mobiles d'UAV.
Nouvel alliage en céramique:Dans le domaine des conditions de travail à haute température, il peut résister de manière stable à un environnement à haute température de 1100 ℃. Dans un projet coopératif avec une certaine entreprise aérospatiale, notre entreprise l'a utilisée pour fabriquer des buses de fusée et lacycle de traitementa été raccourci de près d'un tiers. Les techniciens de JS ont indiqué que le processus de refroidissement qui a été interrompu à l'origine en raison du ramollissement des matériaux peut désormais être traité en continu.
Ce type de matériau doit passer au mode de virage et de fraisage CNC dans le centre de virage et de fraisage CNC. Tout d'abord, le tournant principal du contour est complété avec un outil de diamant, puis l'outil de carbure est remplacé pour mourir la structure de rainure de connexion. Nous avons réussi à comprimer le temps de traitement monobloc de 20% en optimisant le chemin d'outil et en coopérant avec le système de modification automatique des outils.
Tendance 2: les matériaux intelligents entrent dans le stade pratique
Actuellement, les matériaux intelligents se déplacent du laboratoire vers l'atelier de production. L'application médicale des alliages de mémoire est assez représentative. Le stent vasculaire formé en tournant peut automatiquement étendre sa forme après avoir contacté la température du corps humain. Cette caractéristique réduit le temps d'opération d'implantation à 50% de la méthode traditionnelle.
Il y a aussi des percées dans le domaine des matériaux d'auto-guérison. Les capsules de micro-réparation intégrées dans le nouvel alliage d'aluminium peuvent réparer automatiquement le micro-damage de surface après la tournure. Après qu'un fabricant d'instruments de précision ait adopté ce matériel, la durée de vie des pièces en mouvement clés a été prolongée de 30%.
Des processus spéciaux sont nécessaires pour traiter ces matériaux intelligents. CNC moderne tournant etcentres de fraisageont atteint le traitement synchrone des couches fonctionnelles et des couches structurelles. Par exemple, lors du traitement des alliages de mémoire, il peut non seulement assurer la précision de la forme des pièces, mais également conserver les caractéristiques de la mémoire des matériaux par le contrôle de la température.
Tendance 3: Les matériaux respectueux de l'environnement sont obligés d'entrer sur le marché
Pression environnementale | Solutions alternatives | Défi de traitement |
Diriger les exigences gratuites | Le bronze en silicium remplace le laiton de plomb. | La vitesse de coupe doit être réduite de 10% à 15%. |
Cible de neutralité en carbone | Alliage en aluminium recyclé. | Pré-traitement pour éliminer les particules d'impureté. |
Demande de biodégradation | Alliage de magnésium médical. | Protection d'azote pour le retournement de l'anti-oxydation. |
Une nouvelle entreprise de véhicules énergétiques s'est approchée de nous et a demandé à traiter le boîtier moteur. JS utilise de l'aluminium recyclé pour la fabrication et termine le traitement composite de la transmission de la cavité intérieure et du broyage des dents de dissipation thermique au centre de tournant et de broyage, réduisant les coûts de 12% et les émissions de carbone de 25%.
Résumé
La sélection des matériaux pour le virage CNC doit équilibrer les performances, le coût et la faisabilité du processus. En fait, si un matériau approprié est manquant en tournant CNC, les performances de toute la partie seront compromises.
La raison pour laquelleLes services de tournage de JSsont ciblés par les sociétés médicales et aérospatiales sont basées sur deux piliers: l'une est la pile de certifications durs telles que ISO13485 et AS9100 en main, et l'autre est l'équipement ultra de précision de l'atelier.
D'autres ont peur de la rupture des outils lors du traitement des alliages de titane. Nous pouvons utiliser unliaison à cinq axesÉquipement avec un système de refroidissement à haute pression de 20 MPA pour obtenir un effet miroir sur les ongles d'os en alliage en alliage TC4. Nous pouvons comprendre les propriétés des matériaux et les combiner avec des scénarios d'application spécifiques pour maximiser les avantages de l'usinage CNC.
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Équipe JS
JS est une entreprise de pointeConcentrez-vous sur les solutions de fabrication personnalisées. Nous avons plus de 20 ans d'expérience avec plus de 5 000 clients, et nous nous concentrons sur une haute précisionUsinage CNC,Fabrication de tôles,Impression 3D,Moulage par injection,Estampage en métal,et d'autres services de fabrication à guichet unique.
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FAQ
1. Quelles pièces conviennent au retournement en alliage en aluminium?
Convient pour tourner les pièces aérospatiales, les pièces automobiles, les boîtiers d'équipement électronique et les radiateurs et autres pièces de précision qui doivent être légères, en tenant compte à la fois de la résistance et de l'efficacité de traitement.
2.Pour pourquoi l'alliage de titane est-il difficile à traiter?
La mauvaise conductivité thermique de l'alliage de titane entraîne une accumulation de chaleur, et la forte résistance du matériau augmente la résistance à la coupe. Il est facile de s'en tenir à l'outil pendant le traitement. Des outils spéciaux doivent être utilisés et les paramètres de coupe doivent être strictement contrôlés.
3. Les matériaux composites peuvent-ils être tournés directement?
Il peut être tourné, mais des outils spéciaux (tels que des outils enduits de diamant) et des paramètres de contrôle précis sont nécessaires pour empêcher la délamination ou la fissuration des matériaux. Il est recommandé de fonctionner par étapes pendant le traitement.
4.Comment à juger si le matériel convient au tour?
Cela dépend principalement de savoir si la dureté des matériaux est modérée (dans le HRC30), s'il est facile de produire des territoires ou de s'en tenir à l'outil, si la précision de traitement peut être maintenue de manière stable et si les paramètres de coupe sont faciles à contrôler.
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