研究

科学家发现具有IP保护潜力的3D印刷“指纹”

研究人员大学在布法罗已经开发了一种仅基于用于创建它们的挤出机跟踪任何FDM 3D印刷部分的原点的方法。

根据该团队的说法,每台3D打印机的热端具有独特的热力学特性,影响部件的制造方式。科学家们说,通过汇编这些独特指纹或“热标签”的数据库,未来有可能更好地帮助知识产权(Intellectual Property, IP)持有者防止他们的新设计被复制。

“保护我们的IP免受他人使用自己的打印机打印相同设计的最好方法是什么?”布法罗大学副教授金展鹏说。“我们想找到一些内在的东西。这种ThermoTag就像3D打印机的指纹一样,当你打印一个新产品时,你可以使用水印(来防止专利侵权)。”

研究人员在PRUSA I3 3D打印机上的热点设置。
这是研究人员在Prusa i3 3D打印机上的热端设置。图像通过信息取证和安全记帐交易。

引入热IP保护

在过去的十年里,桌面3D打印机的价格越来越便宜,使得室内制造、快速原型和增强的部件定制比以往任何时候都更加容易。然而,这项技术的开放性也使得下载CAD文件和复制专利设计相对容易,无需所有者的同意。

在过去,专利持有者常常在他们的产品中加入物理不可克隆功能(puf),以使他们的知识产权具有物理上的可识别性。这样的puf,包括纹理、图案和标签是非常难以复制的,但它们也增加了制造过程的复杂性,潜在地增加了零件成本。

添加水印是一项类似的复杂任务,并且由于该过程通常是手工执行的,它在大批量生产中效率有限。更重要的是,如果恶意势力破解了公司水印背后的系统,他们甚至可以用它来破解其他产品的系统,这就增加了潜在的安全漏洞风险。

为了克服这些缺点,Buffalo团队现在开发了一种新方法,在预热过程中可以识别每个系统挤出机背后的独特热特征,并将其整合到3D模型中。一旦打印出来,生成的部件就会带有一个隐藏的水印,可以检测出任何仿冒品,如果没有访问原始系统,就无法复制仿冒品。

研究人员用来开发他们的3D打印“指纹”方法的实验热点。
实验热端用于开发他们的3D打印“指纹”方法。图像通过信息取证和安全记帐交易。

找到3D打印的“指纹”

为了校准其指纹过程,科学家在预热过程中测量了45种不同挤出机中的温度变化和热扩散率。鉴于硬件,材料和缺陷等因素可以导致独特的热传导过程,该团队发现每个热端都表现出不同的热特性,精度率约为92%。

使用一个Lulzbot小型的,PRUSA.I3 Hictop和Ultimaker然后,该团队通过生产五组具有独特热差异的相同部件,展示了机器模型对其热端热特性的影响。在验证了他们方法的有效性后,研究人员开始编写一个自动编码器,自动从每台机器的温度曲线中提取关键特征。

通过吸收大量的热数据,该团队的算法最终能够区分不同热端配置的预热行为,并生成一次性的可识别水印。在一次实验中,该团队甚至能够通过局部修改每个打印层的厚度,将二进制数字添加到一个部件上,从而拼写出ISBN10校验和。

尽管科学家们最终能够将他们自己设计的“热标签”嵌入并解码到打印部件中,但他们承认,他们的方法仍然容易受到黑客的攻击。因此,他们现在正在开发一种盲水印过程,通过这种过程,可以创造出更模糊的3D打印指纹,这可以作为一种超级安全的防伪措施部署。

IP辩论隆隆声

在过去几年中,通过3D打印专利实施的讨论已经加剧,许多公司寻求更好地保护其知识产权。其中许多问题都在一个中结晶欧洲委员会报告该报告指出了该行业面临的知识产权挑战,并提出了可能使该行业更具竞争力的改革建议。

同样,2019年1月,英国知识产权局(IPO)进行了“3D打印和知识产权。“在该项目被称为“3DPIP期货”,该集团发现没有迫切需要知识产权监管改革,但敦促公共机构与公司更清楚地沟通,以澄清现行法律如何适用于该部门。

在其他地方,研究人员埃克塞特大学达勒姆大学警告说,3D印刷水印可能成为威胁对人们的隐私。在他们的论文中,它受到了竞争InfraTrac的该团队发现,虚拟现实界面可能为敌对演员提供了一种监视人们运动的手段。

研究人员的调查结果在题为“ThermoTag:用于指纹和水印的3D打印机的隐藏ID该研究由高阳、王伟、靳银成、周驰、徐文耀和靳展鹏共同撰写。

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特色图像显示Prusa I3 3D打印机上的研究人员的热端设置。图像通过信息取证和安全记帐交易。

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