Nachhaltigkeit und regionale Schmiedekultur - Schmied
Nachhaltigkeit und regionale Schmiedekultur - Schmied
Nachhaltigkeit und regionale Schmiedekultur - Schmied
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Einleitung
Schmieden verbindet Werkstoffkunde, Umformtechnik, Gestaltung, Reparatur und regionales Kulturerbe. Nachhaltig wird eine Schmiedearbeit jedoch nicht allein dadurch, dass sie handwerklich oder in der Nähe hergestellt wird. Entscheidend ist der gesamte Lebensweg eines Werkstücks: Herkunft und Eignung des Werkstoffs, Materialausnutzung, Energiebedarf beim Erwärmen, sichere Bearbeitung, Oberflächenschutz, Transport, Nutzungsdauer, Reparierbarkeit, Wiederverwendung und Recycling.
Dieser aiMOOC richtet sich an Lernende in der beruflichen Ausbildung, besonders an angehende Metallbauerinnen und Metallbauer der Fachrichtung Metallgestaltung. Du lernst, traditionelle Schmiedeverfahren fachlich korrekt einzuordnen, ökologische und wirtschaftliche Verbesserungen in einer Werkstatt zu planen und regionale Schmiedekultur kritisch zu dokumentieren. Dabei gilt: Historische Arbeitsweisen sind wertvolles Wissen, müssen in der heutigen Praxis aber mit modernem Arbeitsschutz, Umweltanforderungen und einer nachvollziehbaren Qualitätssicherung verbunden werden.
Berufsbild und Ausbildungsbezug
Die traditionelle Bezeichnung Schmied beschreibt ein Handwerk und eine berufliche Rolle. In Deutschland ist der einschlägige anerkannte Ausbildungsberuf heute insbesondere Metallbauer beziehungsweise Metallbauerin der Fachrichtung Metallgestaltung. Die duale Ausbildung dauert 42 Monate. Zu den beruflichen Tätigkeiten gehören das Entwerfen, Herstellen, Montieren, Instandsetzen und Restaurieren gestalteter Metallarbeiten. Dazu kommen das Schmieden, Treiben, Biegen, Richten, Härten, Glühen, Fügen und Behandeln von Oberflächen.[1][2]
Fachlich wichtig ist die Unterscheidung zwischen Freiformschmieden, bei dem das Werkstück mit einfachen Werkzeugen ohne geschlossene Form umgeformt wird, und Gesenkschmieden, bei dem formgebende Gesenke eingesetzt werden. In kunsthandwerklichen und restauratorischen Werkstätten dominieren häufig Freiformtechniken wie Recken, Stauchen, Biegen, Spalten, Lochen, Tordieren und Feuerschweißen. Die konkrete Verfahrenswahl hängt von Werkstoff, Querschnitt, Bauteilgeometrie, Stückzahl und Qualitätsanforderung ab.
Regionale Schmiedekultur als lebendiges Kulturerbe
Regionale Schmiedekultur zeigt sich in Werkstattformen, Werkzeugen, Erzeugnissen, Gestaltungsmerkmalen, Fachsprache und überlieferten Arbeitsabläufen. Dorfschmieden versorgten Landwirtschaft, Fuhrwesen, Bauhandwerk und Haushalte mit Beschlägen, Werkzeugen, Ketten, Gittern, Toren und Reparaturen. Welche Produkte typisch waren, hing von regionalen Wirtschaftsformen, verfügbaren Rohstoffen, Verkehrswegen und Auftraggebern ab.
Für eine belastbare Dokumentation reichen Erzählungen allein nicht aus. Vergleiche mündliche Quellen mit Werkstücken, Werkstattinventaren, Rechnungsbüchern, Fotografien, Bauakten, Innungsunterlagen und Museumsbeständen. Notiere Herkunft, Datierung, Funktion, Werkstoff, Herstellungsspuren, spätere Veränderungen und die Person, von der eine Information stammt. So wird aus einer romantischen Geschichte eine überprüfbare Sachquelle.
Regionale Identität kann durch Schmiedefeste, Schauschmieden, Museen, Berufsschulen, Innungen und aktive Betriebe vermittelt werden. Nachhaltig ist diese Kulturarbeit besonders dann, wenn Wissen an Auszubildende weitergegeben, historische Objekte fachgerecht erhalten und zugleich sichere, emissionsarme Vorführbedingungen geschaffen werden.
Werkstoffe, Kreislaufwirtschaft und Materialeffizienz
Für Schmiedearbeiten werden häufig unlegierte und legierte Stähle verwendet. Für eine sichere Verarbeitung musst Du die Werkstoffbezeichnung, den Ausgangszustand und die vorgesehene Funktion kennen. Unbekannter Schrott ist für tragende, sicherheitsrelevante oder wärmebehandelte Bauteile ungeeignet, solange Zusammensetzung und Eigenschaften nicht zuverlässig geklärt sind. Bei dekorativen oder nicht sicherheitsrelevanten Übungsstücken kann wiederverwendetes Material sinnvoll sein, wenn es geprüft, eindeutig gekennzeichnet und im Arbeitsauftrag dokumentiert wird.
Die Materialausnutzung lässt sich als Verhältnis von Masse des nutzbaren Werkstücks zur Masse des eingesetzten Materials betrachten:
Materialausnutzung = Nutzteilmasse ÷ Einsatzmasse × 100 Prozent
Eine hohe Materialausnutzung erreichst Du durch passende Ausgangsquerschnitte, durchdachte Zuschnittpläne, endkonturnahes Schmieden, die Nutzung geeigneter Reststücke und die Vermeidung von Fehlteilen. Zunder, Schleifstaub, Trennreste und verschiedene Metallarten müssen getrennt gesammelt werden. Sortenreinheit erhöht die Chance auf eine hochwertige stoffliche Verwertung. In der Abfallhierarchie stehen Vermeidung und Vorbereitung zur Wiederverwendung vor Recycling und Beseitigung.[3]
Kreislauffähige Gestaltung beginnt bereits beim Entwurf. Lösbare Verbindungen, zugängliche Verschleißstellen, dokumentierte Werkstoffe, austauschbare Einzelteile und reparaturfreundliche Oberflächen verlängern die Nutzungsdauer. Eine fachgerechte Reparatur kann Material, Energie und kulturellen Wert erhalten. Sie ist jedoch nur dann verantwortbar, wenn Funktion, Festigkeit, Korrosionszustand und mögliche Vorschäden geprüft werden.
Energieeffizientes Erwärmen und Schmieden
Das Erwärmen ist häufig ein besonders energieintensiver Prozessschritt. Kohle- oder Koksessen, Gasöfen und elektrische Erwärmungsverfahren haben unterschiedliche Einsatzbereiche. Eine pauschal beste Lösung gibt es nicht. Die Umweltwirkung hängt unter anderem von Energieträger, Wirkungsgrad, Auslastung, Werkstückgröße, Ofenisolierung, Abgasführung und Strommix ab.
In der Werkstatt verbessern folgende Maßnahmen die Effizienz: den erwärmten Bereich an die Werkstückgröße anpassen, ähnliche Arbeitsgänge bündeln, unnötige Leerlaufzeiten vermeiden, Feuer oder Brenner korrekt einstellen, Ofenöffnungen klein halten, Dämmung und Brenner warten und das Werkstück nur so lange wie erforderlich auf Temperatur halten. Zu lange Haltezeiten fördern Oxidation und Zunderbildung und verschlechtern dadurch die Materialausbeute. Die geeignete Schmiedetemperatur ist werkstoffabhängig. Glühfarben dienen nur als grobe Orientierung, weil Umgebungslicht und Wahrnehmung täuschen können; bei kritischen Prozessen sind geeignete Messmittel wie ein Pyrometer erforderlich.
Elektrische oder induktive Erwärmung kann bei passenden Querschnitten und wiederkehrenden Abläufen gut regelbar sein. Eine feste Brennstoffesse kann bei Einzelstücken und wechselnden Geometrien flexibel sein. Die Entscheidung soll deshalb mit Messdaten getroffen werden: Energieverbrauch pro nutzbarem Werkstück, Aufheizzeit, Ausschuss, Zunderverlust, Wartungsaufwand und lokale Emissionen sind aussagekräftiger als ein einzelnes Werbeversprechen.
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Reparatur, Restaurierung und langlebige Gestaltung
Schmiedearbeiten können über Jahrzehnte oder Jahrhunderte genutzt werden. Tore, Gitter, Beschläge, Werkzeuge und Bauteile lassen sich häufig richten, ergänzen, nachschmieden oder durch einen neuen Korrosionsschutz erhalten. Vor der Bearbeitung steht eine Zustandsaufnahme: Wo liegen Risse, Querschnittsverluste, lose Verbindungen, Verformungen oder unpassende frühere Ergänzungen vor? Welche Funktion und welche historische Aussage müssen bewahrt werden?
Bei einer Restaurierung ist nicht jede sichtbare Alterung ein Fehler. Werkzeugspuren, Schmiedemarken, alte Fügetechniken und Gebrauchsspuren können zum Quellenwert gehören. Eingriffe sollen fachlich begründet, materialverträglich und dokumentiert sein. Neue Teile müssen als Ergänzungen nachvollziehbar bleiben, ohne die Gesamtwirkung unnötig zu stören. Bei tragenden oder denkmalgeschützten Bauteilen sind zuständige Fachplanende und Behörden einzubeziehen.
Langlebige Neuanfertigungen benötigen einen geeigneten Werkstoff, ausreichende Querschnitte, konstruktiven Korrosionsschutz, wartbare Verbindungen und eine Oberfläche, die zur Nutzung passt. Nachhaltigkeit bedeutet hier nicht möglichst wenig Material um jeden Preis, sondern ein ausgewogenes Verhältnis aus Materialeinsatz, Sicherheit, Lebensdauer, Reparierbarkeit und Gestaltung.
Arbeitsschutz und Umweltschutz in der Schmiede
Nachhaltiges Arbeiten schützt auch die Menschen in der Werkstatt. Typische Gefährdungen entstehen durch heiße Werkstücke, Funken, Zunder, Quetschstellen, Lärm, Rauch, Kohlenmonoxid, scharfe Kanten, Maschinen und schwere Lasten. Heißes Metall kann bei hellem Licht kalt wirken. Behandle deshalb Material im Schmiedebereich grundsätzlich als heiß, bis der Zustand sicher geprüft ist.
Zur sicheren Arbeitsorganisation gehören eine wirksame Absaugung und Lüftung, Brandschutz, geeignete persönliche Schutzausrüstung, intakte Hammerstiele und Hammerköpfe, passende Zangen, sichere Ablagen, freie Verkehrswege und abgestimmte Kommandos bei Teamarbeit. Gehörschutz, Schutzbrille oder Gesichtsschutz, geeignete Arbeitskleidung und Sicherheitsschuhe müssen zur Gefährdungsbeurteilung passen. Handschuhe ersetzen keine passende Schmiedezange und dürfen keine zusätzliche Einzugs- oder Hängenbleibgefahr erzeugen.
Abfälle, Öle, Beizmittel, Beschichtungsstoffe und belastete Stäube dürfen nicht unkontrolliert in Boden, Abwasser oder Restmüll gelangen. Betriebsanweisungen, Sicherheitsdatenblätter und örtliche Entsorgungswege sind verbindlich. Nachhaltigkeit und Arbeitsschutz sind daher keine Zusatzthemen, sondern Bestandteile einer fachgerechten Arbeitsplanung.
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Regionale Wertschöpfung verantwortungsvoll gestalten
Regionale Beschaffung kann Transportwege verkürzen, persönliche Rückfragen erleichtern und Reparaturleistungen vor Ort sichern. Sie ist aber nicht automatisch ökologisch überlegen. Vergleiche Werkstoffqualität, Herkunftsnachweise, Liefermengen, Energieeinsatz, Verpackung, Transport und Lebensdauer. Ein hochwertiges Bauteil mit langer Nutzungsdauer kann trotz eines längeren Lieferwegs günstiger abschneiden als ein schnell verschleißendes regionales Produkt.
Eine zukunftsfähige Schmiede kann mehrere Leistungen verbinden: maßgefertigte Neuanfertigung, Reparatur, Ersatzteilfertigung, Restaurierung, Wartung, Kurse, Kooperationen mit Schulen und Museen sowie dokumentierte Sonderanfertigungen. Dadurch bleibt Fachwissen in der Region, während Produkte länger genutzt werden. Digitale Zeichnungen, Werkstofflisten, Fotodokumentationen und Energieaufzeichnungen ergänzen das Erfahrungswissen und erleichtern spätere Reparaturen.
Für die betriebliche Auswertung eignen sich Kennzahlen wie Materialausnutzung, Energieverbrauch pro Gutteil, Ausschussquote, Nacharbeitszeit, Anteil reparierter statt ersetzter Bauteile und Anteil eindeutig gekennzeichneter Reststoffe. Wichtig ist eine vergleichbare Messmethode. Erst Daten aus mehreren Aufträgen zeigen, ob eine Maßnahme tatsächlich wirkt.
Praxisbeispiel: Nachhaltigkeitscheck für einen geschmiedeten Torgriff
Ein Betrieb soll einen regionaltypisch gestalteten Torgriff herstellen. Zuerst werden Funktion, Maße, Befestigung, Beanspruchung und gewünschte Oberflächenwirkung festgelegt. Danach wählst Du einen bekannten, geeigneten Stahl und planst einen Zuschnitt mit geringer Restmenge. Ein vorhandenes Reststück darf nur verwendet werden, wenn Werkstoff und Zustand eindeutig sind.
Beim Schmieden dokumentierst Du Einsatzmasse, Nutzteilmasse, Erwärmungszeit, Energieverbrauch und auffällige Zunderverluste. Die Form wird so gewählt, dass der Griff gut nutzbar, ohne unnötige Materialanhäufung stabil und später demontierbar ist. Nach dem Richten und Entzundern folgt ein zum Einsatzort passender Korrosionsschutz.
Die regionale Gestaltung wird nicht bloß kopiert. Du untersuchst ein historisches Vorbild, hältst dessen Herkunft fest und entwickelst eine erkennbare, funktionale Neuinterpretation. Am Ende erhält der Auftraggeber Angaben zu Werkstoff, Oberfläche, Pflege, Befestigung und Reparatur. So verbindet das Werkstück Fachtechnik, regionale Kultur und Kreislaufdenken.
Fachliche Grundlagen und Quellen
- Verordnung über die Berufsausbildung zum Metallbauer und zur Metallbauerin
- BIBB-Berufsprofil Metallbauer/-in, Fachrichtung Metallgestaltung
- BERUFENET-Berufsprofil Metallgestaltung
- Umweltbundesamt: Abfall und Ressourcen
- Wikimedia Commons: freie Medien zu Schmieden
Einzelnachweise
Interaktive Aufgaben
Quiz: Teste Dein Wissen
Welcher anerkannte Ausbildungsberuf führt in Deutschland besonders nah an das handwerkliche Schmieden und Gestalten? (Metallbauer Fachrichtung Metallgestaltung) (!Industriemechaniker Fachrichtung Gießerei) (!Werkzeugmechaniker Fachrichtung Holzgestaltung) (!Maurer Fachrichtung Restaurierung)
Wie lange dauert die reguläre duale Ausbildung zum Metallbauer der Fachrichtung Metallgestaltung? (42 Monate) (!24 Monate) (!30 Monate) (!60 Monate)
Welche Verwendung ist für unbekannten Stahlschrott ohne Werkstoffnachweis fachlich nicht vertretbar? (Tragendes sicherheitsrelevantes Bauteil) (!Dekoratives Probestück ohne Sicherheitsfunktion) (!Übung zur fotografischen Dokumentation) (!Sortierprobe im Werkstoffunterricht)
Welche Kennzahl beschreibt das Verhältnis von Nutzteilmasse zu Einsatzmasse? (Materialausnutzung) (!Luftwechselrate) (!Schalldruckpegel) (!Transportdistanz)
Welche Maßnahme senkt bei gleicher Aufgabe typischerweise unnötige Wärmeverluste? (Ofenöffnung und erwärmten Bereich passend klein halten) (!Werkstück länger als nötig im Feuer lassen) (!Brenner in Pausen unverändert weiterlaufen lassen) (!Jeden Arbeitsschritt einzeln neu aufheizen)
Was ist Zunder? (Eine Oxidschicht auf der heißen Metalloberfläche) (!Ein flüssiges Schmiermittel) (!Eine mechanische Fügeverbindung) (!Ein Messgerät für Temperatur)
Welche Methode stärkt die Verlässlichkeit einer regionalgeschichtlichen Untersuchung? (Mündliche Aussagen mit Sachquellen und Archivalien vergleichen) (!Nur die älteste Erzählung übernehmen) (!Alle Werkstücke derselben Person zuschreiben) (!Datierungen aus dem Aussehen frei schätzen)
Warum kann Reparatur nachhaltiger als Ersatz sein? (Sie kann Nutzungsdauer verlängern und vorhandenes Material erhalten) (!Sie macht jede Werkstoffprüfung überflüssig) (!Sie verhindert grundsätzlich jede Korrosion) (!Sie benötigt niemals zusätzliche Energie)
Welche Gefahr kann bei unvollständiger Verbrennung in einer Schmiede entstehen? (Kohlenmonoxid) (!Sauerstoff als Feststoff) (!Destilliertes Wasser als Metall) (!Stickstoff als Zunder)
Welche Aussage zur regionalen Beschaffung ist fachlich richtig? (Sie muss zusammen mit Qualität Lebensdauer Energie und Transport bewertet werden) (!Sie ist immer klimaneutral) (!Sie ersetzt jede Werkstoffdokumentation) (!Sie macht Reparaturen unnötig)
Memory
| Materialausnutzung | Verhältnis von Nutzteilmasse zu Einsatzmasse |
| Zunder | Oxidschicht auf heißem Metall |
| Esse | Einrichtung zum Erwärmen des Werkstücks |
| Freiformschmieden | Umformen ohne geschlossenes Gesenk |
| Pyrometer | Gerät zur berührungslosen Temperaturmessung |
| Provenienz | Dokumentierte Herkunft eines Objekts |
| Schmiedezange | Werkzeug zum sicheren Halten des Werkstücks |
| Kreislauffähigkeit | Eignung für Reparatur Wiederverwendung und Recycling |
Drag and Drop
| Ordne die richtigen Begriffe zu. | Beitrag zur nachhaltigen Schmiedepraxis |
|---|---|
| Werkstoffkennzeichnung | Sichere Zuordnung von Material und Eigenschaften |
| Zuschnittplanung | Verringerung vermeidbarer Reststücke |
| Gebündelte Erwärmung | Verminderung unnötiger Leerlaufzeiten |
| Dokumentierte Reparatur | Erhalt von Funktion und Objektgeschichte |
| Sortenreine Trennung | Verbesserung der stofflichen Verwertung |
| Konstruktiver Korrosionsschutz | Verlängerung der Nutzungsdauer |
...
Kreuzworträtsel
| Amboss | Welche feste Unterlage nimmt beim Schmieden die Hammerschläge auf? |
| Zunder | Wie heißt die Oxidschicht auf erhitztem Stahl? |
| Esse | Wie heißt die Feuerstelle zum Erwärmen des Schmiedestücks? |
| Pyrometer | Welches Messgerät bestimmt berührungslos die Temperatur? |
| Provenienz | Welcher Fachbegriff bezeichnet die dokumentierte Herkunft eines Objekts? |
| Kreislauf | Wie heißt der wiederholte Weg von Material durch Nutzung Rückgewinnung und erneuten Einsatz? |
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Lückentext
Offene Aufgaben
Leicht
- Werkstattbeobachtung: Fotografiere oder skizziere fünf Stellen in einer Schmiede, an denen Material oder Energie eingespart werden könnte, und begründe jede Auswahl.
- Werkzeugbiografie: Wähle ein altes Schmiedewerkzeug aus und erstelle einen kurzen Steckbrief zu Funktion, Material, Gebrauchsspuren und vermuteter Herkunft.
- Reststückinventur: Entwickle ein einfaches Kennzeichnungssystem für Reststücke nach Werkstoff, Querschnitt, Länge und möglicher weiterer Verwendung.
- Regionaler Formenschatz: Sammle drei regionale Beispiele für Tore, Beschläge oder Gitter und beschreibe wiederkehrende Gestaltungsmerkmale.
Standard
- Energieprotokoll: Miss bei einem geeigneten Übungsauftrag Erwärmungszeiten und Energieeinsatz und leite zwei realistische Verbesserungen ab.
- Reparaturkonzept: Untersuche ein beschädigtes nicht sicherheitsrelevantes Metallobjekt und plane Zustandsaufnahme, Reparaturschritte, Korrosionsschutz und Dokumentation.
- Zeitzeugeninterview: Führe ein vorbereitetes Interview mit einer Schmiedin, einem Schmied oder einer Person aus einem Museum und gleiche zentrale Aussagen mit einer zweiten Quelle ab.
- Lebensweg eines Werkstücks: Erstelle für einen geschmiedeten Gebrauchsgegenstand eine Prozesskette von der Materialbeschaffung bis zur Wiederverwertung.
Schwer
- Nachhaltigkeitsvergleich: Vergleiche zwei Erwärmungsverfahren anhand selbst festgelegter Systemgrenzen und der Kennzahlen Energie pro Gutteil, Ausschuss, Zunderverlust und lokale Emissionen.
- Restaurierungsdokumentation: Entwickle für ein historisches Schmiedeteil eine fachliche Dokumentation mit Befundzeichnung, Schadenskartierung, Werkstoffhypothese und begründetem Maßnahmenplan.
- Regionales Netzwerk: Kartiere Betriebe, Berufsschulen, Museen, Innungen, Materiallieferanten und Recyclingstellen einer Region und entwickle ein Kooperationsprojekt zur Nachwuchsbildung.
- Zirkuläres Produktdesign: Entwirf und fertige ein kleines geschmiedetes Produkt, das demontierbar, reparierbar, werkstofflich gekennzeichnet und am Ende sortenrein trennbar ist.
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Lernkontrolle
- Fallanalyse Werkstoffwahl: Ein Kunde bringt unbekannten Altstahl für einen tragenden Wandhalter. Entwickle eine fachlich und wirtschaftlich begründete Vorgehensweise.
- Prozessoptimierung: Analysiere einen Schmiedeauftrag mit häufigen Wiedererwärmungen und entwickle einen neuen Arbeitsablauf, ohne Qualität oder Arbeitsschutz zu verschlechtern.
- Zielkonflikt Regionalität: Beurteile zwei Lieferangebote, bei denen das regionale Material eine kürzere Strecke, das weiter entfernte Material aber eine nachweislich längere Lebensdauer hat.
- Kulturerbe und Innovation: Erkläre an einem selbst gewählten Objekt, wie ein regionales Motiv neu interpretiert werden kann, ohne eine historische Kopie vorzutäuschen.
- Reparieren oder Ersetzen: Erstelle eine Entscheidungsmatrix für ein korrodiertes Torband und berücksichtige Sicherheit, Restquerschnitt, Aufwand, Dokumentationswert und Nutzungsdauer.
- Kennzahlen bewerten: Ein Betrieb senkt den Energieverbrauch pro Werkstück, erhöht aber gleichzeitig die Ausschussquote. Beurteile, ob die Maßnahme insgesamt nachhaltig ist.
Lernnachweis
Für einen überzeugenden Lernnachweis sind folgende Leistungen wichtig:
- Fachbegriffe: Du verwendest Begriffe wie Freiformschmieden, Zunder, Materialausnutzung, Provenienz und konstruktiver Korrosionsschutz korrekt.
- Arbeitsplanung: Du planst Werkstoffwahl, Erwärmung, Umformfolge, Fügen, Oberfläche und Qualitätskontrolle nachvollziehbar.
- Nachhaltigkeitsbewertung: Du berücksichtigst Material, Energie, Lebensdauer, Reparatur, Transport und Verwertung innerhalb klarer Systemgrenzen.
- Arbeitsschutz: Du leitest geeignete Schutzmaßnahmen aus den Gefährdungen des konkreten Arbeitsauftrags ab.
- Dokumentation: Du hältst Werkstoffe, Messwerte, Prozessabweichungen, Fotos und Entscheidungen prüfbar fest.
- Regionale Kultur: Du unterscheidest belegte Informationen, mündliche Überlieferung und eigene Interpretation.
- Transfer: Du entwickelst aus Deinen Ergebnissen eine realistische Verbesserung für Werkstatt oder Produkt.
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