A&M University entwickelt mit 3D-Druck Methode gegen Produktfälschung 

Forscher der Texas A&M University haben eine Methode entwickelt, mit der ein verstecktes magnetisches Etikett mit Authentifizierungsinformationen während des Herstellungsprozesses eines Teils in Hardware eingeprägt wird. Das Verfahren birgt das Potenzial, gefälschte Waren leichter zu entlarven, indem physische Markierungen – wie Barcodes oder Quick-Response-Codes (QR-Codes) – durch diese versteckten magnetischen Markierungen ersetzt werden, die als dauerhafte und eindeutige Identifikatoren dienen.

Das Projekt mit dem Titel “Embedded Information in Additively Manufactured Metals via Composition Gradients for Anti-Counterfeiting and Supply Chain Traceability” (Eingebettete Informationen in additiv gefertigten Metallen über Zusammensetzungsgradienten für Fälschungsschutz und Rückverfolgbarkeit in der Lieferkette) ist ein vom SecureAmerica Institute unterstütztes Fakultätspartnerprojekt. Daran beteiligt sind Forscher aus dem Fachbereich Materialwissenschaft und Ingenieurwesen und dem Fachbereich Maschinenbau von J. Mike Walker ’66 an der Texas A&M. Das Team hat seine Forschungsergebnisse kürzlich in der Zeitschrift Additive Manufacturing veröffentlicht.

Zu den Fakultätsforschern, die an dem Projekt beteiligt sind, gehören Dr. Ibrahim Karaman, Chevron-Professor I und Abteilungsleiter der Abteilung für Materialwissenschaften und Ingenieurwesen; Dr. Raymundo Arroyave, Professor für Materialwissenschaften und Ingenieurwesen und Segers Family Dean’s Excellence Professor; und Dr. Richard Malak, außerordentlicher Professor für Maschinenbau und Gulf Oil/Thomas A. Dietz Career Development Professor. Neben den Dozenten haben auch Dr. Daniel Salas Mula, ein Forscher der Texas A&M Engineering Experiment Station, und der Doktorand Deniz Ebeperi – beide Mitglieder von Karamans Forschungsgruppe – an dem Projekt mitgearbeitet. Das Team hat auch mit Dr. Jitesh Panchal, Professor für Maschinenbau an der Purdue University, zusammengearbeitet.

Die Gewährleistung von Sicherheit und zuverlässiger Authentifizierung in der Fertigung ist ein wichtiges nationales Anliegen, da die USA Milliarden von Dollar in die Fertigung investieren. Ohne eine solche Methode kann es nahezu unmöglich sein, ein echtes Teil oder eine echte Komponente von einer gefälschten Kopie zu unterscheiden.
Der kundenspezifische dreiachsige Magnetsensor des Teams ist in der Lage, die Oberfläche abzubilden und die Bereiche aufzudecken, in denen ein eingebettetes magnetisches Etikett zugänglich ist.

“Das Problem ist, dass, wenn ich eine Idee, ein Gerät oder ein Teil entwickelt habe, andere es sehr leicht kopieren und sogar viel billiger herstellen können – wenn auch vielleicht in schlechterer Qualität”, sagte Karaman. “Manchmal verwenden sie sogar denselben Markennamen. Wie können Sie also sicherstellen, dass es sich nicht um Ihr Produkt handelt? (Das eingebettete magnetische Etikett) gibt uns eine Gelegenheit und ein neues Werkzeug, um sicherzustellen, dass wir unsere Verteidigungs- und Fertigungsindustrie schützen können.”

Das Team setzt additive Fertigungstechniken für Metalle ein, um sein Ziel zu erreichen, lesbare magnetische Etiketten in Metallteile einzubetten, ohne dabei Kompromisse bei der Leistung oder Langlebigkeit einzugehen. Die Forscher verwendeten den 3D-Druck, um diese magnetischen Tags unter der Oberfläche in nichtmagnetische Stahlteile einzubetten.

Weitere Anwendungen für diese Methode sind Rückverfolgbarkeit, Qualitätskontrolle und vieles mehr, was weitgehend von der Branche abhängt, in der sie eingesetzt wird.

Sobald das magnetische Etikett in einen nichtmagnetischen Gegenstand eingebettet ist, kann es mit einem magnetischen Sensorgerät – z. B. einem Smartphone – gelesen werden, indem es in der Nähe der richtigen Stelle auf dem Produkt gescannt wird, so dass der Benutzer auf die angegebenen Informationen zugreifen kann.

Es gibt zwar auch andere Methoden, um Informationen aufzudrucken, aber sie erfordern in erster Linie hochentwickelte und kostspielige Geräte, was eine Hürde für die Umsetzung in der Praxis darstellt.

“Es gibt verschiedene Ansätze, um die Eigenschaften der Metalle während des Herstellungsprozesses lokal zu verändern, damit die Informationen auf dem Teil kodiert werden können”, so Salas Mula. “Dies ist das erste Mal, dass die magnetischen Eigenschaften des Materials auf diese Weise genutzt werden, um Informationen in ein nichtmagnetisches Teil einzubringen, speziell für den 3D-Druck von Metallen.”

Laut Ebeperi hat das Team zur Erfassung des magnetischen Messwerts des Teils einen maßgeschneiderten dreiachsigen Magnetsensor entwickelt, der die Oberfläche abbilden und die Bereiche aufzeigen kann, in denen der eingebettete magnetische Tag zugänglich ist.

Obwohl das System sicherer ist als ein physisches Etikett oder ein Code, der sich auf der Außenseite eines Gegenstands befindet, arbeitet das Team noch daran, die Komplexität der Sicherheitsmethode zu verbessern.

Im weiteren Verlauf des Projekts sagte Karaman, dass die nächsten Schritte die Entwicklung einer sichereren Methode zum Auslesen der Informationen umfassen, möglicherweise durch die Einführung einer physischen “doppelten Authentifizierung”, bei der der Benutzer eine bestimmte Behandlung oder einen Reiz anwenden muss, um den Zugang zum magnetischen Etikett freizugeben.

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