KR100347730B1 - Paper lamination type modeling apparatus by using electrostatic induction force - Google Patents
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Abstract
본 발명은 정전기 방식을 이용한 종이 적층형 조형장치에 관한 것이다.The present invention relates to a paper lamination type molding apparatus using an electrostatic method.
종래의 종이 적층형 조형장치는 종이에 접착제를 프린트 한 뒤 기존의 종이 위에 위치시키게 됨으로써 종이를 정확히 위치시키기 어렵고, 적층 후 종이를 절단하게 됨으로써 불필요한 부분의 제거가 용이하지 않고 절단 가공시 이전에 적층되었던 종이에 손상이 가기 쉬운 문제점이 있었다.The conventional paper laminating type molding apparatus is difficult to position the paper accurately by printing the adhesive on the paper and then placing the paper on the existing paper. There was a problem that the paper is easily damaged.
본 발명은 종이가 탑재되는 플레이트가 상하 이동 가능하게 설치된 종이 공급부와, 플레이트에 탑재된 종이를 정전기를 이용하여 고정하는 정전판이 종이 공급부 상측에 수평 이동 가능하게 설치된 종이 이송부와, 종이 이송부의 이동 경로 상에 위치되며, 커터와 프린터가 설치된 헤드를 수평의 2축 방향으로 동작시켜 정전판에 고정된 종이는 절단하고, 기 적층된 종이에는 접착제를 프린트하는 XY 테이블부와, XY 테이블부 하측에 상하 이동 가능하게 플레이트가 설치되어 가공된 종이가 적재되는 종이 적층부를 구비하여 구성됨으로써, 종이를 먼저 절단한 후 적층시킴으로써 불필요한 면의 제거를 용이하게 하였으며, 절단시 기존에 적층된 종이의 손상을 방지하고 후처리 작업을 간편하게 하였다.According to the present invention, a paper feeder on which a plate on which paper is mounted is installed to be movable up and down, a paper feeder on which a plate mounted on a plate by static electricity is fixed on the upper side of the paper feeder, and a paper path of the paper feeder are moved. It is located on the top, and the cutter and the printer is operated in the horizontal two-axis direction to cut the paper fixed to the electrostatic plate, the pre-laminated paper to print the adhesive, the XY table portion, and the XY table portion up and down It is configured to include a paper lamination portion that is installed to move the plate and the processed paper is loaded, it is easy to remove the unnecessary surface by cutting the paper first and then laminated, and to prevent damage to the existing laminated paper during cutting Post-processing operations were simplified.
Description
본 발명은 3차원 조형물의 제작에 사용되는 적층형 조형장치에 관한 것으로, 특히 조형물을 원하는 형상으로 빠르고 정확하게 가공할 수 있는 정전기 방식을 이용한 종이 적층형 조형장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a laminate type molding apparatus used in the manufacture of three-dimensional sculptures, and more particularly, to a paper laminate type molding apparatus using an electrostatic method that can quickly and accurately process a molded object into a desired shape.
종이 적층형 조형장치는 종이를 쌓아서 3차원 조형물을 제작할 수 있게 하는 장치로, 박판 재료 즉, 종이를 한 층씩 적층시켜 나가면서 원하는 형상으로 절단 가공하여 최종적으로 입체적 형상을 갖는 조형물을 완성시키는 장치이다.The paper lamination type molding apparatus is a device that allows stacking paper to produce a three-dimensional sculpture, and is a device that cuts a thin sheet material, that is, paper, and cuts it into a desired shape by laminating it one by one to finally complete a three-dimensional shaped product.
도 1은 기존에 나와 있는 SHAP(Selective Adhesive and Hot Press Process) 방식의 종이 적층형 조형장치를 나타낸 것이다.Figure 1 shows a conventional paper laminated molding apparatus of the Selective Adhesive and Hot Press Process (SHAP) method.
이는 롤러(Roller: 3)가 설치된 종이 이송부(2)와, 종이 이송부(2)로부터 공급된 종이를 절단 가공하는 플로터(Plotter :5)가 설치된 가공부(4), 가공된 종이를 테이블(7)에 적층하는 적층부(6) 및 종이에 열을 가하여 압착하기 위한 히터(8), 그리고 이들 일련의 과정들을 수행하는 제어부(9) 등이 캐비닛(1)의 내부에 구성되어 있고, 캐비닛(1) 상단에는 CRT 모니터(10)가 부착되어 있다. 그리고, 캐비닛(1) 측면에는 종이 공급 트레이(Tray: 11)가 구비되어 있고, 그 상단에는 토너형 접착제를 사용하는 프린터(12)가 설치되어 있다.This is carried out by the paper conveying part 2 provided with the roller 3, the processing part 4 provided with the plotter 5 which cuts the paper supplied from the paper conveying part 2, and the processed paper. ), A heater 6 for applying heat to the paper, and a heater 9 for pressing the paper, and a controller 9 for performing a series of these processes are constituted inside the cabinet 1. 1) The CRT monitor 10 is attached to the top. Then, a paper feed tray (Tray) 11 is provided on the side of the cabinet 1, and a printer 12 using a toner adhesive is provided on the upper end thereof.
이와 같은 종래의 장치는 종이 공급 트레이(11)의 종이가 프린터(12)로 들어가 접착제가 프린트된 뒤 종이 이송부(2)로 보내어지게 되고, 종이 이송부(2)에서는 접착제가 프린트된 종이를 롤러(3)를 통해 가공부(4)로 이송시킨다. 공급된 종이는 적층부(6) 즉, 대기하고 있던 테이블(7) 위로 이송되어 기존에 테이블(7) 위에 놓여져 있는 종이와 적층되어 열간 압착을 통해 접착되고, 접착된 후에는 플로터(5)에 설치된 커터를 이용하여 원하는 형상으로 절단하게 된다. 그런 다음, 이러한 일련의 과정을 반복적으로 수행함으로써 원하는 형상의 입체 조형물을 제작하게 된다.In the conventional apparatus, the paper of the paper feed tray 11 enters the printer 12, and after the adhesive is printed, is sent to the paper conveying unit 2. In the paper conveying unit 2, the paper on which the adhesive is printed is roller ( 3) to the processing unit (4). The supplied paper is transported onto the stacking portion 6, that is, the table 7 which is on standby, laminated with the paper previously placed on the table 7 and bonded by hot pressing, and after being bonded to the plotter 5 The cutter is installed into the desired shape. Then, by repeating this series of processes to produce a three-dimensional sculpture of the desired shape.
그러나, 이와 같은 종래의 종이 적층형 조형장치는 전술한 바와 같이 종이에 접착제를 프린트 한 뒤 기존의 종이 위에 위치시키게 됨으로써 종이를 정확히 위치시키기 어렵고, 열간 압착이 가해진 후 종이를 절단하게 됨으로써 원하지 않는 면까지 접착되어 불필요한 부분의 제거가 용이하지 않을 뿐만 아니라 절단시 이전에 적층되었던 종이에 손상이 가기 쉬운 문제점이 있었다.However, such a conventional paper lamination type molding apparatus is difficult to position the paper accurately by printing the adhesive on the paper as described above and then placed on the existing paper, and cut the paper after hot pressing is applied to the unwanted surface Since the adhesive is not easy to remove unnecessary parts, there is a problem that the paper is easily damaged during the cutting.
본 발명은 상술한 바와 같은 종래의 문제점을 해소하기 위한 것으로, 본 발명은 정전기를 이용하여 종이를 고정시키고 이를 원하는 형상으로 가공한 뒤 기존의 종이와 접착시킴으로써, 불필요한 면의 접착을 없애고, 접착 후 절단에 의한 종이의 손상을 방지할 수 있는 정전기를 이용한 종이 적층형 조형장치를 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention is to solve the conventional problems as described above, the present invention by fixing the paper by using static electricity and processing it to the desired shape and then bonded with the existing paper, to eliminate unnecessary surface adhesion, after It is an object of the present invention to provide a paper laminating type molding apparatus using static electricity that can prevent damage to paper by cutting.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 종이가 탑재되는 플레이트가 상하 이동 가능하게 설치된 종이 공급부와, 플레이트에 탑재된 종이를 정전기를 이용하여 고정하는 정전판이 종이 공급부 상측에 수평 이동 가능하게 설치된 종이 이송부와, 종이 이송부의 이동 경로 상에 위치되며, 커터와 프린터가 설치된 헤드를 수평의 2축 방향으로 동작시켜 정전판에 고정된 종이는 절단하고, 기 적층된 종이에는 접착제를 프린트하는 XY 테이블부와, XY 테이블부 하측에 상하 이동 가능하게 플레이트가 설치되어 XY 테이블부에서 가공된 종이가 적재되는 종이 적층부를 포함하는 것을 특징으로 한다.According to the present invention for achieving the above object, a paper supply unit on which a plate on which paper is mounted is installed so as to be movable up and down, and an electrostatic plate which fixes the paper mounted on the plate by using static electricity is installed so as to be movable horizontally above the paper supply unit. XY table unit which is located on the conveying unit and the moving path of the paper conveying unit and operates the head in which the cutter and the printer are installed in the horizontal biaxial direction to cut the paper fixed to the electrostatic plate and to print the adhesive on the laminated paper. And it is characterized in that it comprises a paper stacking portion is installed on the lower side of the XY table portion to move up and down and the paper processed in the XY table portion is loaded.
이와 같은 본 발명에 의하면, 플레이트를 통해 공급된 종이는 정전판에 고정된 상태에서 그에 의해 XY 테이블까지 이송된다. XY 테이블에서는 입력된 데이터에 따라 종이를 절단하게 되고, 이 과정이 끝난 후에는 XY 테이블 하부에 위치된 종이 적층부의 플레이트가 상승하여 그 위에 종이가 놓여지게 된다. 이때, 플레이트 윗면에 기존에 절단된 종이가 놓여 있는 상태인 경우, XY 테이블에서는 기존에 놓여진 종이 윗면에 접착제를 프린트하여 새로이 가공된 종이와 접착시키게 된다.According to the present invention as described above, the paper supplied through the plate is transferred to the XY table thereby by being fixed to the electrostatic plate. In the XY table, the paper is cut according to the input data. After the process is finished, the plate of the paper stacking portion located under the XY table is raised to place the paper thereon. At this time, in the state where the previously cut paper is placed on the upper surface of the plate, in the XY table, the adhesive is printed on the upper surface of the existing paper and bonded with the newly processed paper.
이와 같이 본 발명에서는 종이를 먼저 절단한 후 적층시키게 되므로, 절단시 기존에 적층된 종이가 손상되는 단점이 해결되며, 또한 불필요한 면의 접착을 없앰으로써 후처리 작업이 용이한 장점이 있다.As described above, in the present invention, since the paper is cut first and then laminated, the disadvantage that the previously laminated paper is damaged during cutting is solved, and there is an advantage in that the post-treatment operation is easy by eliminating unnecessary surface adhesion.
도 1은 종래의 종이 적층형 조형장치의 개략적인 구성도,1 is a schematic configuration diagram of a paper laminating type molding apparatus of the related art,
도 2는 본 발명에 따른 정전기 방식을 이용한 종이 적층형 조형장치를 나타내는 사시도,Figure 2 is a perspective view showing a paper laminated molding apparatus using an electrostatic method according to the present invention,
도 3은 종이 공급부의 사시도,3 is a perspective view of the paper supply unit,
도 4는 종이 이송부 및 정전판을 나타내는 사시도,4 is a perspective view showing a paper conveying part and an electrostatic plate,
도 5는 XY 테이블부의 사시도,5 is a perspective view of an XY table portion,
도 6은 XY 테이블부의 커터와 프린터가 설치된 헤드를 나타내는 사시도,6 is a perspective view showing a head on which a cutter and a printer are mounted on an XY table unit;
도 7은 종이 적층부의 사시도,7 is a perspective view of the paper lamination portion,
도 8a, 도 8b는 정전판의 패턴 및 구조를 나타내는 단면도.8A and 8B are sectional views showing the pattern and structure of the electrostatic plate.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>
100 : 종이 공급부 110, 410 : 플레이트(Plate)100: paper supply unit 110, 410: plate
200 : 종이 이송부 210 : 정전판200: paper feed unit 210: electrostatic plate
300 : XY 테이블부 310 : 테이블300: XY table portion 310: table
320 : 고정축 330 : 구동축320: fixed shaft 330: drive shaft
340 : 헤드 400 : 종이 적층부340: head 400: paper lamination
이와 같은 본 발명의 특징적인 구성 및 이에 따른 작용효과는 첨부된 도면을 참조한 실시예의 상세한 설명을 통해 더욱 명확해 질 것이다.Such a characteristic configuration of the present invention and its effects will be more apparent through the detailed description of the embodiments with reference to the accompanying drawings.
도 2는 본 발명에 따른 정전기 방식을 이용한 종이 적층형 조형장치를 나타낸 것으로, 종이가 탑재되는 플레이트(110)가 상하 이동 가능하게 설치된 종이 공급부(100)와, 공급된 종이를 정전판(210)에 고정시켜 이송하는 종이 이송부(200)와, 이송된 종이를 가공하는 XY 테이블부(300)와, 가공된 종이를 적층하는 종이 적층부(400)가 구비되고, 여기서는 기존의 방법과는 다르게 정전판(210)를 이용하여 종이를 고정시키고, 커터(Cutter)로 원하는 형상으로 종이를 가공한 뒤, 가공된 종이를 한 층씩 적층시켜 최종적으로 입체적인 형상을 갖는 조형물을 완성하게 된다.2 shows a paper stacking type molding apparatus using an electrostatic method according to the present invention, a paper supply unit 100 in which a plate 110 on which paper is mounted is movable up and down, and the supplied paper to the electrostatic plate 210. A paper conveying unit 200 for fixing and conveying, an XY table unit 300 for processing the conveyed paper, and a paper stacking unit 400 for stacking the processed paper are provided, and here, unlike conventional methods, an electrostatic plate is provided. The paper is fixed by using 210, the paper is processed into a desired shape with a cutter, and then the processed paper is stacked one by one to complete a sculpture having a three-dimensional shape.
각 부분을 상세히 설명하면, 먼저 도 3의 종이 공급부(100)는 종이가 적재되는 부분으로서 수평 설치되는 플레이트(110)와, 이 플레이트(110)를 하부에서 지지하는 프레임(120), 프레임(120) 측면에 나사 결합방식으로 결합되어 그 회전에 의한 상호작용으로 프레임(120)을 상측 또는 하측으로 이송시키는 회전 로드(130), 회전 로드(130)의 인접한 양측에 평행하게 설치된 가이드 로드(140)에 슬라이딩 결합되어 프레임(120)을 양측에서 지지함으로써 회전 로드(130)의 회전시 프레임(120)의 회전을 방지하는 좌우 지지판(150) 등으로 이루어져 있고, 회전 로드(130)는 하단이 도시되지 않은 모터와 풀리 및 벨트로 연결되어 이에 의해 회전하게 된다.3, the paper supply unit 100 of FIG. 3 is a plate 110 horizontally installed as a portion on which paper is loaded, a frame 120 and a frame 120 supporting the plate 110 at a lower portion thereof. Rotating rod 130 is coupled to the side by a screw coupling method to move the frame 120 to the upper or lower side by the interaction by the rotation, the guide rod 140 installed in parallel to both adjacent sides of the rotating rod 130 Sliding coupled to support the frame 120 from both sides by supporting the left and right support plate 150, etc. to prevent the rotation of the frame 120 during the rotation of the rotary rod 130, the rotary rod 130 is not shown at the bottom Motor and pulley and belt are rotated thereby.
도 4는 종이 이송부(200)를 나타낸 것으로, 종이 공급부(도 2 참조) 상측에 정전기를 발생하는 정전판(210)이 위치되고, 이 정전판(210)의 양단은 수평으로 평행하게 설치된 한 쌍의 가이드 프레임(220)에 의해 수평 방향으로 이송되는 벨트(230)에 고정되어 그에 의해 전후, 혹은 좌우 수평 방향으로 이동 할 수 있게 되어 있다. 정전판(210)에서는 플레이트(도 2 참조) 윗면의 종이를 정전기를 이용하여 고정하게 된다.4 shows a paper conveying part 200, wherein an electrostatic plate 210 for generating static electricity is positioned above the paper feeding part (see FIG. 2), and a pair of both ends of the electrostatic plate 210 are installed in parallel and horizontally. It is fixed to the belt 230 which is conveyed in the horizontal direction by the guide frame 220 of the thereby to be able to move back and forth, or in the horizontal direction. In the electrostatic plate 210, the paper on the upper surface of the plate (see FIG. 2) is fixed using static electricity.
도 5의 XY 테이블부(300)는 종이 이송부(도 2 참조)의 이동 경로 끝부분에위치하며 정전판 아래쪽에 위치하게 된다. XY 테이블부(300)는 중앙에 개구부(311)가 형성된 테이블(310) 윗면에 고정축(320)과 구동축(330)이 직교하는 형태로 설치되고, 구동축(330)에는 헤드(340)가 설치되어 2축 방향으로 테이블(310) 위를 수평 이동하면서 정전판에 부착되어 있는 종이를 절단하거나 또는 기 적층된 종이에 접착제를 프린트하게 된다.The XY table part 300 of FIG. 5 is located at the end of the movement path of the paper conveying part (see FIG. 2) and is located below the electrostatic plate. The XY table 300 is installed in a form in which the fixed shaft 320 and the drive shaft 330 are orthogonal to the upper surface of the table 310 having the opening 311 formed at the center thereof, and the head 340 is installed on the drive shaft 330. Thus, while moving horizontally on the table 310 in the biaxial direction to cut the paper attached to the electrostatic plate or to print the adhesive on the laminated paper.
도 6은 XY 테이블부(300)에 장착된 헤드(340)를 상세히 나타낸 것으로, 종이를 절단하기 위한 커터(341)와 접착제를 프린트하기 위한 노즐(342)을 각각 상부와 하부에 구비하며, 일측에는 기어박스(343)가 설치되어 절단 작업시 커터(341)를 상방으로 돌출시키게 된다. 미설명 부호(344)는 헤드(340)를 구동축(330)과 결합시키는 브래킷을 나타낸다.6 shows the head 340 mounted on the XY table unit 300 in detail. A cutter 341 for cutting paper and a nozzle 342 for printing an adhesive are respectively provided on the upper and lower sides thereof. The gear box 343 is installed to protrude the cutter 341 upward during the cutting operation. Reference numeral 344 denotes a bracket for coupling the head 340 with the drive shaft 330.
도 7은 종이 적층부(400)를 나타낸 것인데, 구성 형태는 기본적으로 종이 공급부와 유사하다. 즉, 가공된 종이가 적층되는 부분으로서 수평 설치되는 플레이트(410)와, 플레이트(410)를 지지하는 프레임(420), 프레임(420) 측면에 결합되어 그 회전에 의한 상호작용으로 프레임(420)을 상측 또는 하측으로 이송시키는 회전 로드(430), 회전 로드(430)의 양측에 평행하게 설치된 가이드 로드(440)에 슬라이딩 결합되어 프레임(420)을 양측에서 지지함으로써 프레임(420)의 회전을 방지하는 좌우 지지판(450) 등으로 이루어져 있고, 여기서도 동일하게 회전 로드(430)의 하단은 풀리 및 벨트로 모터와 연결되어 이에 의해 회전한다.7 shows a paper stack 400, the configuration of which is basically similar to the paper feeder. That is, the plate 410 is horizontally installed as a part of the processed paper is stacked, the frame 420 supporting the plate 410, the frame 420 is coupled to the side of the frame 420 by the interaction of the rotation Is coupled to the rotating rod 430 for transferring the upper or lower side to the guide rod 440 installed parallel to both sides of the rotating rod 430 to support the frame 420 from both sides, thereby preventing rotation of the frame 420. The left and right support plate 450 and the like, and here also the lower end of the rotary rod 430 is connected to the motor by the pulley and the belt is rotated thereby.
한편, 도 8a, 도 8b는 정전판(210)의 패턴 및 구조를 각각 나타내고 있는데, 본 발명의 경우 정전판(210)은 종이 공급부를 통해 공급되는 종이를 정전기를 이용하여 밑면에 부착시켜 이송시킴과 동시에 커터를 이용한 절단시 유동이 없게 하는 목적으로 사용된다. 따라서, 도 8a에서와 같이 빗살무늬 형상의 회로패턴(213)을 상호간에 교차적으로 결합시킨 형태로 제작하여 종이와의 접촉면 전체에서 균일한 정전기를 발생할 수 있게 하였으며, 그 구조는 도 8b에 나타낸 바와 같이, 베이스(211)와 패턴(212), 코팅층(213)으로 구성된다.Meanwhile, FIGS. 8A and 8B show patterns and structures of the electrostatic plate 210, respectively. In the present invention, the electrostatic plate 210 attaches and transfers the paper supplied through the paper supply unit to the bottom using static electricity. At the same time it is used for the purpose of no flow when cutting with a cutter. Accordingly, as shown in FIG. 8A, the comb-pattern-shaped circuit pattern 213 was formed in the form of cross-combination with each other to generate uniform static electricity on the entire contact surface with the paper, and the structure thereof is illustrated in FIG. 8B. As described above, the base 211 includes a pattern 212 and a coating layer 213.
이와 같이 구성된 본 발명에 따른 정전기 방식을 이용한 종이 적층형 조형장치는 종이 공급부(100)에 종이를 쌓아두면 종이가 종이 이송부(200)의 정전판(210)에 부착되고, 그에 의해 종이 가공 위치 즉, XY 테이블부(300) 위쪽으로 이송된다. 그런 다음, XY 테이블부(300)에서 헤드(340)에 설치된 커터(341) 및 프린터 노즐(342)를 이용하여 종이를 가공한 후 부착을 위한 접착제를 분사한다. 이 과정이 끝난 후에는 XY 테이블(310) 하부에 위치된 종이 적층부(400)의 플레이트(410)가 상승하여 기존에 적층된 종이 위에 가공한 종이를 적층함으로써 하나의 가공 과정을 완료하게 된다.In the paper stacking molding apparatus using the electrostatic method according to the present invention configured as described above, when the paper is stacked on the paper supply unit 100, the paper is attached to the electrostatic plate 210 of the paper transfer unit 200, whereby the paper processing position, that is, The XY table unit 300 is moved upwards. Then, after processing the paper by using the cutter 341 and the printer nozzle 342 installed in the head 340 in the XY table unit 300 and sprays the adhesive for attachment. After this process is completed, the plate 410 of the paper stacking unit 400 positioned below the XY table 310 is raised to stack a processed paper on the previously stacked paper, thereby completing one processing process.
이와 같은 과정을 반복적으로 수행하여 모든 단면의 가공이 끝나면 최종적으로 3차원 형상의 조형물을 완성하게 된다.After repeating the above process to finish the processing of all the cross-section is finally completed the three-dimensional sculpture.
위에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 의하면 종이를 먼저 절단한 후 적층시키게 됨으로써 불필요한 면의 제거가 용이하고, 절단시 기존에 적층된 종이의 손상을 방지할 수 있으며, 후처리 작업이 간편한 장점이 있다.As described above, according to the present invention, by cutting the paper first and then laminating, it is easy to remove unnecessary surfaces, to prevent damage to the paper laminated previously when cutting, and the post-treatment operation is easy.
또한, 기존 방법이 접착제가 도포된 종이나 특정 용지로 재료가 한정되는 것에 비해 이면지 등의 재활용을 가능하게 하여 제조비용을 줄이고 환경친화성을 제고할 수 있게 하였다.In addition, the conventional method enables the recycling of backing paper, etc., compared to the material limited to the adhesive coated paper or the specific paper, thereby reducing the manufacturing cost and improving the environmental friendliness.
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7193199B2 (en) | 2004-02-09 | 2007-03-20 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Solid-state image-sensing device that compensates for brightness at edges of a display area and a driving method thereof |
-
2000
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7193199B2 (en) | 2004-02-09 | 2007-03-20 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Solid-state image-sensing device that compensates for brightness at edges of a display area and a driving method thereof |
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| Publication number | Publication date |
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| KR20020005211A (en) | 2002-01-17 |
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