Inventario virtual e impresión 3D:la necesidad de seguridad

La fabricación aditiva está impulsando el cambio hacia la fabricación digital distribuida. La capacidad de producir piezas a partir de archivos digitales abre nuevas y emocionantes oportunidades para la fabricación ágil, desde inventarios virtuales hasta producción localizada bajo demanda.

El enfoque de fabricación ágil y ajustada facilitado por AM es comprensiblemente atractivo. Con la fabricación tradicional, almacenar y mantener inventarios físicos de repuestos y repuestos puede resultar increíblemente costoso. También puede ser poco práctico:para las piezas que están fuera de producción o que se han vuelto obsoletas, por ejemplo, las empresas se quedan con existencias que ya no se pueden utilizar.

Una empresa automotriz, por ejemplo, tendrá una amplia gama de modelos de vehículos que potencialmente requerirán miles de repuestos y piezas de repuesto. Administrar un inventario físico completo en este escenario es una receta para costos altos y una planificación logística compleja.

La fabricación aditiva, o impresión 3D, ofrece una solución digital ideal al permitir a las empresas mantener inventarios virtuales, es decir, mantener activos digitales en un inventario digital, lo que permite producir piezas a pedido, en el lugar donde se necesitan.

En un mundo ideal, los inventarios virtuales permitirán a los fabricantes enviar archivos digitales a sus instalaciones de producción en cualquier parte del mundo para la producción bajo demanda, reduciendo costos y ahorrando una cantidad considerable de recursos.

El potencial de la fabricación aditiva, por lo tanto, no radica solo en su capacidad para crear geometrías nuevas y complejas y acelerar el desarrollo de productos. La tecnología también puede interrumpir los procesos de producción y la gestión de la cadena de suministro. La creación de inventarios digitales ofrece un enfoque ágil que permite a las empresas lograr costos de inventario más bajos y garantizar que las piezas se entreguen en un período de tiempo más corto.

El problema de la seguridad

Sin embargo, como ocurre con muchas cosas, el caso no está tan claro. Si bien los inventarios virtuales ofrecen beneficios claros y convincentes, el cambio hacia la fabricación digital también plantea preocupaciones clave en torno a la seguridad y la protección de la propiedad intelectual.

Según una encuesta de seguridad cibernética realizada por EEF, mientras que el 91% de los fabricantes están invirtiendo en tecnologías digitales, más de un tercio (35%) cree que los riesgos de seguridad les impiden hacerlo por completo.

Las preocupaciones en torno a la seguridad de las tecnologías digitales, que abarcan la impresión 3D, están bien fundamentadas. Los archivos digitales contienen datos relacionados con las especificaciones del producto y cómo se va a producir una pieza. El acceso no autorizado a dichos datos puede tener serias implicaciones para las empresas, como el robo o la manipulación de datos, lo que representa una amenaza clave para la integridad de la propiedad intelectual de una empresa.

Con la fabricación tradicional, el robo de un artículo no suele traducirse en una pérdida considerable de ingresos. Con la fabricación aditiva, las consecuencias podrían ser mucho más graves. Una vez que un archivo de diseño se ve comprometido, una persona no autorizada podría tener acceso a las características de diseño patentadas de una pieza, dándoles el plano para reproducir un objeto con la frecuencia que deseen, siempre que cuenten con el equipo adecuado.

Además, la capacidad de terceros no autorizados para producir productos falsificados no solo plantea un riesgo de pérdida de ganancias, sino también la posibilidad de que se produzcan productos inferiores con la marca de una empresa, comprometiendo la integridad de la marca de la empresa.

Y no solo los archivos digitales son propensos a las vulnerabilidades de seguridad, las impresoras 3D también podrían estar en riesgo de ser manipuladas. Por ejemplo, cuando se conecta a Internet, una impresora 3D no segura puede ser vulnerable a los piratas informáticos que acceden a la máquina de forma remota e introducen fallas en el código de software que ejecuta la impresora. Esto puede provocar la interrupción del proceso de impresión o incluso dañar la máquina.

Las buenas noticias

Dado que el modelo de fabricación distribuida requiere el intercambio de datos, teóricamente cualquier persona que tenga acceso a los datos del archivo 3D podría fabricar la pieza o el producto en cuestión. Por lo tanto, las empresas deben asegurarse de que existan los sistemas de seguridad adecuados para garantizar que todos los datos se utilicen de manera adecuada y que los usuarios no autorizados no tengan acceso. A medida que más y más empresas comienzan a adoptar la fabricación aditiva para la producción, la necesidad de proteger los flujos de trabajo de AM es quizás más importante que nunca. La buena noticia es que varias empresas e instituciones de investigación han estado trabajando en las tecnologías necesarias para asegurar la fabricación aditiva en cada etapa del flujo de trabajo de fabricación aditiva.

Cifrado de archivos

En la etapa de diseño, cifrar los archivos de diseño es una práctica que garantiza que solo los usuarios autorizados tengan acceso a los datos adjuntos. Por lo general, el cifrado implica la creación de un contenedor digital cifrado para cada archivo de diseño, de modo que no se pueda acceder a los diseños hasta que los descifre una máquina de AM.

LEO Lane es una empresa que brinda soluciones de seguridad basadas en la nube. Sus archivos de "Objeto de edición limitada" (LEO) reemplazan el archivo digital completo cuando se transfieren entre las partes. El LEO incluye una forma modificada del formato STL (LSTL) que puede controlar la forma en que se produce un diseño. Un propietario de IP puede crear instrucciones en un archivo LSTL, especificando el tipo de máquina en la que se imprimirá, el tipo de materiales y la cantidad permitida de impresiones, lo que garantiza que el fabricante no imprima el artículo tantas veces como desear.

Más información sobre la asociación de AMFG con LEO Lane

Verificación de autenticidad

Otras empresas han desarrollado métodos para garantizar la autenticidad de las piezas impresas en 3D.

InfraTrac con sede en EE. UU. ha desarrollado una tecnología contra la falsificación basada en la luz que ayuda a autenticar los productos a base de polímeros. La tecnología infunde polímeros AM con una "etiqueta" química, sin alterar la composición química del material. La etiqueta química única se imprime en las capas subsuperficiales de una pieza de polímero a medida que se produce y luego se puede detectar con un espectrómetro de mano, lo que permite al operador identificar si una pieza es auténtica o falsa.

Otra solución propuesta recientemente por investigadores de la Universidad de Nueva York utiliza códigos QR para evitar la falsificación y el robo de IP en la impresión 3D. El sistema indica a las impresoras 3D que incluyan cientos de elementos diminutos en varias capas dentro de un componente a medida que se imprime. Una vez impresa, la pieza completa contiene una "nube QR" tridimensional que puede ser detectada por un escáner micro-CT para confirmar la autenticidad. Este método se ha probado en termoplásticos, fotopolímeros y aleaciones metálicas y, según se informa, no compromete la integridad estructural de una pieza.

Sin embargo, la desventaja de este enfoque es que se requiere encontrar el ángulo y la orientación correctos para poder leer el código correctamente. Esto puede complicar significativamente el proceso de identificación.

Blockchain

Si bien es bien conocido dentro del mundo de las criptomonedas y FinTech, aún se están explorando las posibilidades de Blockchain para la fabricación aditiva. Blockchain puede definirse libremente como un libro de contabilidad digital que permite a todos los miembros de una red procesar transacciones (por ejemplo, acceder e intercambiar datos) de forma descentralizada, sin alteraciones.

Para la fabricación aditiva, blockchain podría ayudar a proteger la propiedad intelectual al respaldar acuerdos de licencia. Por ejemplo, supongamos que una empresa autoriza a un contratista a imprimir en 3D una determinada cantidad de piezas dentro de la cadena de bloques. Un contrato inteligente, un programa de computadora almacenado dentro de una cadena de bloques, emite la información de licencia en la cadena de bloques y solo autoriza a ese contratista a producir un conjunto de piezas de acuerdo con las restricciones de la licencia (por ejemplo, una determinada máquina y una serie de piezas). La impresora del contratista luego verifica la licencia antes de imprimir y recibe un archivo de diseño encriptado, que luego es desencriptado por una impresora 3D.

Todos los detalles de la transacción, desde la verificación de la licencia hasta el descifrado de archivos, se rastrean y registran en la cadena de bloques. Y dado que todo lo que ocurre en la cadena de bloques está encriptado, es posible demostrar que los datos no se han alterado, garantizando así la seguridad, la trazabilidad y la integridad del flujo de trabajo de datos de AM.

Las soluciones blockchain para la fabricación aditiva apenas están comenzando a surgir. En 2018, por ejemplo, el Centro Nacional de Ciencias de la Fabricación (NCMS) lanzó una iniciativa con varios socios, incluidos Moog Inc y Siemens, para adaptar la tecnología blockchain para la fabricación aditiva para las cadenas de suministro gubernamentales.

El mismo año, GE presentó una patente para utilizar un libro mayor distribuido para rastrear y validar piezas impresas en 3D en su cadena de suministro. GE cree que al utilizar la tecnología blockchain pueden garantizar que no se vendan piezas falsificadas. El sistema proporcionaría a todas las piezas fabricadas de forma aditiva de GE un registro de datos históricos, lo que permitiría rastrearlas desde el diseño hasta la producción, así como certificar los materiales, las máquinas y los procesos utilizados.

Los fabricantes deben seguir siendo proactivos

La fabricación aditiva permite a las empresas mejorar sus operaciones y transformar sus cadenas de suministro. Sin embargo, el flujo de trabajo de AM, al ser parte de una red digital más grande, requerirá una solución de extremo a extremo para garantizar la seguridad y la protección de IP entre múltiples partes interesadas.

Las empresas deberán asegurar el hilo digital que conecta el flujo de datos desde la concepción hasta la producción.

La noticia positiva es que existen soluciones de software que permitirán a las organizaciones evitar estos riesgos con una interrupción mínima de los procesos internos y los flujos de trabajo.

Para las empresas que buscan asegurar sus operaciones de fabricación aditiva, se recomienda investigar las soluciones de software en el mercado.

Además de brindar la seguridad necesaria, estas soluciones también prometen brindar mayor transparencia y escalabilidad a los flujos de trabajo de AM, abriendo una ruta hacia un futuro de fabricación inteligente y distribuida.

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