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下面我们讲一下
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铝合金主要的主导工艺
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铝合金的铸造主要采取以下方式
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重力铸造 低压铸造 高压铸造
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消失模铸造和砂漠铸造
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下面我们首先看一下重力铸造
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铝合金的重力铸造
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又叫做半永久模铸造
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那么它的铸件外部形状是
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通过长期多循环使用的
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金属性外模来做成的
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它的内部结构性的空腔
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通过所需形状的砂芯临时充填
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然后去掉
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所以砂芯的形状和尺寸
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通过审核来实现
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所以这种工艺又叫做半永久模制造
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在使用金属性外模的重力铸造中
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铸件充型和给料在正常的大气压下完成
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充型我们就是讲的从铝液倒入浇口
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开始到模具型腔完全充满为止
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这是一个完整的创新过程
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重力铸造一般它用底注式浇铸方式
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就是铝液尽量地从铸件底部
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往上平稳充型
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不受阻碍也不产生涡流
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许多杂气都背上浮在毛孔当中
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所以这是铝合金的底注式浇铸系统
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这是重力铸造底注式模具与缸盖毛坯
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那么从这个缸盖毛坯
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我们也可以看到它
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是一个底注式的产品
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就是铝合金
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尽量的铜缸盖的底部
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进入到这个模具的新厂当中
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慢慢的充型完成
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知道做成整个缸盖
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下面看一下铝合金的低压铸造
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模具成型的时候
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在金属液面和模具之间
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制造一定的压力差
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压力介于0.2到0.5 atm
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推动铝液进入模具
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模具是保持常压
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二再加料口
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通过压缩空气
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创造出一个0.3到0.6帕的压力
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依此来弥补液面和模具的位置差
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进料口和模具之间
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通过一个浇道管连接
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这是低压铸造的设备示意图
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下面看一下铝合金的高压铸造
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高压铸造
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那么和低压铸造不一样
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它是通过相当高的压力将浓浓的金属推入模具
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冷凝速度非常快
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生产效率很高
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所以金属利用率也比较高
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加工余量小
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几乎接近总形
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那么成本相对来讲就比较低
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那么高压铸造由于
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它是通过一个高的压力
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保持这个合金的通行
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和产品的凝固
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所以对合金的要求也相对比较低
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另外高压铸造还有一个优点
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就是后续清理加工工序简单
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铸造时可以镶入其他材料
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比方说铝合金缸体的缸套
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就可以提前镶嵌到模具当中
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以及成型
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机械性能比较高
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一般不需要进行热处理
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高压铸造的产品铸造精度
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尺寸精度比较高
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表面质量比较好
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但是对模具材料要求比较高
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模具寿命相对比较长
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适合大批量生产
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那么高压铸造
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更重要的它是失意于
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薄壁和简单形状的产品
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随着设备水平的提高
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越来越大
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越来越复杂的产品也可以压铸
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多孔结构可以直接铸造出来
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那么高压铸造的缺点
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就是排气比较困难
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有时候导致铸件内气孔率高
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厚大部位质量不好
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模具制造周期长
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改动困难
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这是高压设备的装备示意图
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这是设备
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上面是模具
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镶嵌在这个设备当中
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都是加料桶
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这是高压铸件的浇铸系统和铸件
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还有一种工艺
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现在在我国的汽车工业中
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也得到越来越多的应用
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就是消失模铸造
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那么消失模铸造道
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顾名思义就是产品在成型以后
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这个模具就自然而然的消失了
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所以在这几幅图当中
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我们可以看到它有白色的部分
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也有黑色的部分
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白色的部分
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就是刚才讲的消失模
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它是有泡沫材料来制成的
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那么在它成型以后
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通过在外表面上涂一层涂料角度的时候
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把这个模具消失掉
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那么我们用的金属液体
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填充了这个模型所占的空间
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就形成了这个产品
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所以这种工艺叫消失模铸造
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到最后我们看一下砂模铸造
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那么砂模铸造
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顾名思义就是模具是用沙子来做的
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当然大部分用的是用树脂砂或者是覆膜沙
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沙子通过一种树脂作为粘结剂
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多成各种各样的砂型
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砂型成型以后那么装配成型
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然后浇铸
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就得到了这样的产品
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这是模铸造
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刚才我们讲了铝合金的主要制造工艺
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有重力铸造 低压铸造
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高压铸造 砂模铸造和消失模铸造
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那么重力铸造他的优点
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就是通过模具浇铸系统
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和冷却系统的设计
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可以实现平稳通行和顺序凝固
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比如我们最重要的零部件
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发动机的零部件缸盖
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他的燃烧室面
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那么可以在底部
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这样可以快速冷却
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从而得到组织致密
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晶粒比较细
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适合高负荷柴油机缸盖
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和高比功率汽油机缸盖
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但是它的缺点
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就是靠近毛孔的部位
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力学性能比较低
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那么低压铸造整体比较均匀
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加工余量小
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铸件不同部位力学性能差别不大
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传统的底注式工艺
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适合于汽油机缸盖
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特就是可以扩展到柴油机的缸盖
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L型或者V型
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发动机的闭式水套缸体
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那么它的缺点是
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对于创新过程的控制要求非常严格
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高压铸造适合于
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开始水套钢铁以及含有插件的产品
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界面结合比较好
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特别适合于薄壁产品
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形状简单的产品
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不用砂芯
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表面光洁
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凹陷部位
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孔 狭槽等
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能够很精确地接近公差地铸造出来
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加工余量非常小
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后续清理工序比较简单
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金属出频率高
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大批量生产的时候成本比较低
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那么高压铸造的缺点
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就是厚大部位组织和性能
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明显较薄壁部位比较差
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另外模具的投入也比较大
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砂模铸造到适用于批量比较小
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内腔比较复杂的产品
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也就说用其他工艺
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没法铸造出来的产品
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特别是一些大件产品
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以及一些快速的手工样件
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适于闭式水套缸体及用插件的产品
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一般来讲
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那么砂模铸造的产品性能比较差
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当然利用冷铁
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可以改善局部的机械性能
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最后一个消失模铸造
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消失模铸造不需要机械加工
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适合只列式的机械性能要求
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比较低的缸体
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可以一次成型多个铸件
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但是它的缺点
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是冷却凝固速度比较慢
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气孔率比较高
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机械性能难以满足
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中高速出功率的产品
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另外工艺也比较复杂
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