Il mercato mondiale delle parti stampate in 3D è un business da 5 miliardi di dollari con una catena di approvvigionamento globale che coinvolge Internet, e-mail, e il cloud, creando una serie di opportunità per la contraffazione e il furto di proprietà intellettuale. Le parti difettose stampate da file di progettazione rubati potrebbero produrre risultati disastrosi:gli esperti prevedono che entro il 2021, Il 75% dei nuovi velivoli commerciali e militari volerà con un motore stampato in 3D, struttura del velivolo, e altri componenti, e l'uso di AM nella produzione di impianti medici crescerà del 20% all'anno nel prossimo decennio.

Un team della NYU Tandon School of Engineering ha trovato un modo per dimostrare la provenienza di una parte utilizzando i codici QR (Quick Response) in un modo innovativo per l'identificazione univoca del dispositivo. Nell'ultimo numero di Materiali di ingegneria avanzata , i ricercatori descrivono un metodo per convertire i codici QR, codici a barre, e altri tag passivi in ​​caratteristiche tridimensionali nascoste in modo tale da non compromettere l'integrità della parte né da annunciarsi ai contraffattori che hanno i mezzi per decodificare la parte.

Il noto ricercatore di materiali Nikhil Gupta, professore associato di ingegneria meccanica alla NYU Tandon; Fei Chen, uno studente di dottorato sotto Gupta; e i ricercatori congiunti della NYU Tandon e della NYU Abu Dhabi Nektarios Tsoutsos, Michail Maniatakos e Khaled Shahin, spiega in dettaglio come hanno sfruttato il processo di stampa AM strato per strato per trasformare i codici QR in una partita a scacchi 3D. Il team di Gupta ha sviluppato uno schema che "esplode" un codice QR all'interno di un file CAD (computer-assisted design) in modo che presenti diversi volti falsi, tag QR fittizi, a uno scanner micro-CT o a un altro dispositivo di scansione. Solo una stampante o un utente finale di fiducia conoscerebbe il corretto orientamento frontale dello scanner per acquisire l'immagine del codice QR legittimo.

"Convertendo un tag bidimensionale relativamente semplice in una caratteristica 3D complessa che comprende centinaia di minuscoli elementi dispersi all'interno del componente stampato, siamo in grado di creare molti 'falsi volti, ' che ci permette di nascondere il codice QR corretto a chiunque non sappia dove guardare, " ha detto Gupta.

Il team ha testato diverse configurazioni:dalla distribuzione di un codice su soli tre livelli dell'oggetto, alla frammentazione del codice in un massimo di 500 minuscoli elementi, su materiali termoplastici, fotopolimeri, e leghe metalliche, con diverse tecnologie di stampa comunemente impiegate nel settore.

Chen, l'autore principale dello studio, ha detto che dopo aver incorporato i codici QR in oggetti così semplici come i cubi, barre, e sfere, il team ha sottoposto a stress test le parti, trovando che le caratteristiche incorporate hanno avuto un impatto trascurabile sull'integrità strutturale.

"Per creare tipici contrasti di codici QR leggibili da uno scanner è necessario incorporare l'equivalente di spazi vuoti, " ha spiegato. "Ma disperdendo questi piccoli difetti su molti strati siamo stati in grado di mantenere la forza della parte entro limiti accettabili".

Tsoutsos e Maniatakos hanno esplorato i vettori delle minacce per determinare quali settori AM sono meglio serviti da questa tecnologia di sicurezza, un passo che secondo Gupta è stato cruciale nella ricerca.

"Devi essere efficiente in termini di costi e adattare la soluzione al livello di minaccia, " ha spiegato. "La nostra innovazione è particolarmente utile per sofisticati, settori ad alto rischio come quello biomedico e aerospaziale, in cui la qualità anche della più piccola parte è fondamentale."

Un articolo del 2016 di Gupta e un team di ricercatori che includevano Maniatakos e Tsoutsos in JOM , Il Giornale dei Minerali, Società di metalli e materiali esplorato come i difetti causati dall'orientamento della stampa e dall'inserimento di difetti fini potrebbero essere focolai di attacchi informatici AM. Il documento è stata la ricerca di ingegneria più letta quell'anno tra le oltre 245 riviste di ingegneria di Springer. In un articolo l'anno scorso in Materiali e design , Gupta metodi dettagliati per l'inserimento di difetti non rilevabili all'interno dei file CAD in modo che solo una stampante affidabile possa produrre correttamente le parti.