新方法可有效解决网络盗窃3D打印文件

全球3D打印零件市场是一项价值50亿美元的业务，其全球供应链涉及互联网，电子邮件和云端——为假 冒和盗 窃知识产权创造了许多机会。根据被 盗的设计文件，所打印出的有缺陷的零件可能会产生十分可怕的结果：专家预测，到2021年，75％的新型商用和军用飞机将搭载3D打印引擎，机身和其他组件，并在未来十年，在生产医疗中使用AM，且植入物每年将增长20％。

纽约大学Tandon工程学院的一个研究团队找到了一种方法，通过以创新的方式使用QR（快速响应）代码来识别零件的出处，从而实现专有的设备识别。在最新一期的“Advanced Engineering Materials”中，研究人员描述了这种将QR码、条形码以及其他标签转换为三维特征的方法，这些特征隐藏的方式既不会损害部件的完整性，也不会向造 假者提供机会。是一种可对零件进行逆向加工的方法。

纽约大学Tandon机械工程副教授，著名材料研究员Nikhil Gupta；古普塔下的博士生陈飞；纽约联合大学Tandon和NYU阿布扎比研究人员Nektarios Tsoutsos，Michail Maniatakos和Khaled Shahin等人，详细地介绍了他们如何利用逐层3D打印流程将QR码变成“3D国际象棋游戏”。Gupta的团队开发了一种方案，在计算机辅助设计（CAD）文件中“爆 炸”QR码，使其向微型CT扫描仪或其他扫描设备呈现多个假面——虚拟QR标签。只有受信任的打印机或最终用户才能知道扫描仪正确的真面，以捕获合法的QR码图像。

“通过将相对简单的二维标签转换为包含分散在打印组件中的数百个微小元素的复杂3D特征，我们可以创建许多“假 面孔”，这样我们就可以隐藏任何正确的二维码。”古普塔说。

该团队测试了不同的配置——从仅在三层物体上分配代码，到将代码分割成多达500个微小元素，在热塑性塑料，光聚合物和金属合金上，采用了业内常用的几种打印技术。

该研究的主要作者陈说，在将二维码嵌入立方体，条形和球体等简单物体后，该团队对部件进行了压力测试，发现嵌入式特征对结构完整性的影响可以忽略不计。

“为了创建扫描仪可读的典型QR码，你必须嵌入相当于空的空间，”她解释道。“但是通过将这些微小的缺陷分散在许多层上，我们能够将部件的强度保持在可接受的范围内。”

Tsoutsos和Maniatakos探索了威 胁载体，以确定哪种AM部门最适合这种安全技术，Gupta认为这一点在研究中至关重要。

“你需要具有成本效益，并将解决方案与威 胁级别相匹配，”他解释道。 “我们的创新对于复杂的高风 险行业尤其有用，例如生物医学和航空航天领域，即使最小的部件也至关重要。”

Gupta在2016年发表的一篇文章中，包括Maniatakos和Tsoutsos在JOM，矿物，金属和材料学会期刊探讨了打印方向和缺陷插入引起的缺陷如何成为AM网络攻击的焦点。该论文是当年斯普林格超过245种工程期刊中最受关注的工程研究。在去年的材料与设计论文中，Gupta详细介绍了在CAD文件中插入不可检测的缺陷的方法，以便只有受信任的打印机才能正确生成零件。

海军研究办公室帮助资助了这项工作。

原文来自sciencedaily，原文题目为Researchers turn tracking codes into 'clouds' to authenticate genuine 3-D printed parts，由材料科技在线汇总整理。