保护航空组件3D打印制造的数字文件

据美国国家运输安全委员会（NTSB）的数据显示，自2010年起，假冒组件造成了20多起飞行器坠毁事件。一份联邦航空管理局（FAA）2011~2016年的记录显示，飞行器中发现的未批准组件有135起，包括民航飞机。这些假冒组件因为更便宜并且与真品几乎无差别，而绕过了严格的测试和认证，进入了供应链。2017年5月，美国参议院军事委员会发布了基于一年调查的报告，在国防部供应链中发现超过100万个疑似假冒组件。

假冒组件的流行以及航空组件的安全关键属性，催生了面向供应链验证技术和服务的一个行业，一些更基本的流程包括标记流程，如贴标签、化学蚀刻、喷墨印刷以及激光打标。激光打标提供了一个清洁和节能的解决方案，不会污染组件材料，甚至可以利用单一设备识别（UDI）码通过工业物联网（IIOT）连接不同的组件。

随着假冒零件的风险激增，在整个供应链上严重依赖数字文件和数字通信的增材制造尤其易受制假的损害，这还不包括产品人为损坏和知识产权脆弱性。3D打印产品的数字线索从设计阶段一直到制造和产品交付，甚至根据使用的监测系统还可到组件的使用寿命和销毁。在组件的整个数字线索中，存在多个（潜在上有无限个）外人可以与组件交互的接触点;不过，若干公司最近开发了新技术来保护3D打印航空组件的完整性。

知识产权保护专业公司InfraTrac认为在一个3D的CAD文件上要求授权并不足以防止许多形式的IP窃取。通过把增材制造聚合物注射一个化学指纹或“标签”，InfraTrac开发了一种方法：可对实际的3D打印组件增加验证码。这个流程在增材工艺的构建过程中，在一个金属或聚合物组件的表面下层引入一个单一化学标签。公司与用户一起发现与组件材料兼容的单一化学标签将不会影响零件性能。标签位置和配方对InfracTra和用户之外保密。标签可以由一个操作员在任何时间通过一个手持的商业现货近红外光谱仪扫描，并允许操作员鉴别组件在哪里和被谁制造。

不断可行的验证方法使操作员和安装者清除非法山寨组件，纽约大学研究人员正在开发一项技术，可以阻止3D制造商或制假者使用窃取的设计。当把一个CAD文件转换到立体光刻文件用于3D打印时，制造商需要定义特定参数，诸如打印速度、三角测量（或多边形参数）以及打印方向。通过向CAD文件中植入基于条件的缺陷，制造商必须知道精准的组件打印参数，才能完全按设计完成打印。由于3D打印组件的复杂性，该缺陷几乎无法被探测到。尽管纽约大学研究人员认为网络安全防护仍然应该是保护数字线索的第一道防线，不过该方法如果降低了假冒零件的生产成功率，似乎可阻止一家公司进一步的IP窃取或制假。NUY机械工程助理教授Nikhil Gupra表示：“赛博安全工具可像往常一样应用于保护文件和云的安全;不过，如果涉及文件被偷了，在设计上就无法阻止打印一个高质量组件了。新方法在这种情况下，可使利用偷来的文件打印高质量零件变得困难。”

为了直接保护供应链网络和公司的IP，最新的概念是区块链技术，一个自警戒、有三种分类的记账概念。全球信息技术公司Wipro开发了4个基于区块链的解决方案用于反制假、试航取证跟踪、供应链可视度以及增材制造。产品、数字文件、标记、包装、认证、支付或接触都要在一个区块链注册机上注册，并在供应链上所有伙伴间传递时更新状态信息。有了这些，区块链解决方案的拥护者宣称业务流程可以简化，风险可以降低，透明度将增加。

来源： 中国航空报