Inventário virtual e impressão 3D:a necessidade de segurança

A manufatura aditiva está impulsionando a mudança em direção à manufatura digital distribuída. A capacidade de produzir peças a partir de arquivos digitais abre novas e estimulantes oportunidades para uma manufatura ágil, de estoques virtuais a produção localizada sob demanda.

A abordagem de manufatura ágil e enxuta facilitada pela AM é compreensivelmente atraente. Com a fabricação tradicional, armazenar e manter estoques físicos de peças sobressalentes e de reposição pode ser extremamente caro. Também pode ser impraticável - para peças que estão fora de produção ou se tornaram obsoletas, por exemplo, as empresas ficam com estoque que não pode mais ser usado.

Uma empresa automotiva, por exemplo, terá uma vasta gama de modelos de veículos, potencialmente exigindo milhares de peças sobressalentes e de reposição. O gerenciamento de um inventário físico completo neste cenário é uma receita para altos custos e planejamento logístico complexo.

A manufatura aditiva, ou impressão 3D, oferece uma solução digital ideal ao permitir que as empresas mantenham estoques virtuais - ou seja, mantendo ativos digitais em um estoque digital, permitindo que as peças sejam produzidas sob demanda, no ponto de necessidade.

Em um mundo ideal, os estoques virtuais permitirão aos fabricantes enviar arquivos digitais para suas instalações de produção em qualquer lugar do mundo para produção sob demanda, reduzindo custos e economizando uma quantidade considerável de recursos.

O potencial da manufatura aditiva, portanto, não reside apenas em sua capacidade de criar geometrias novas e complexas e acelerar o desenvolvimento de produtos. A tecnologia também pode interromper os processos de produção e o gerenciamento da cadeia de suprimentos. A criação de estoques digitais oferece uma abordagem ágil que permite às empresas atingir custos de estoque mais baixos e garantir que as peças sejam entregues em um prazo mais curto.

A questão da segurança

Como acontece com muitas coisas, no entanto, o caso não é tão claro. Embora os estoques virtuais ofereçam benefícios claros e atraentes, a mudança para a manufatura digital também levanta questões importantes sobre segurança e proteção IP.

De acordo com uma pesquisa de cibersegurança conduzida pela EEF, enquanto 91% dos fabricantes estão investindo em tecnologias digitais, mais de um terço (35%) acredita que os riscos de segurança os estão impedindo de fazê-lo totalmente.

As preocupações em torno da segurança das tecnologias digitais, que abrangem a impressão 3D, são bem fundamentadas. Os arquivos digitais contêm dados relacionados às especificações do produto e como uma peça deve ser produzida. O acesso não autorizado a esses dados pode ter sérias implicações para as empresas, como roubo ou adulteração de dados, representando uma ameaça importante à integridade da propriedade intelectual de uma empresa.

Com a manufatura tradicional, o roubo de um item normalmente não se traduz em uma perda considerável de receita. Com a manufatura aditiva, as consequências podem ser muito mais graves. Uma vez que um arquivo de projeto é comprometido, uma pessoa não autorizada pode ter acesso aos recursos de projeto proprietários de uma peça, dando-lhe o projeto para reproduzir um objeto com a frequência que quiser, desde que tenha o equipamento certo.

Além disso, a capacidade de terceiros não autorizados de produzir produtos falsificados não só representa um risco de perda de lucro, mas também o potencial de produtos inferiores serem produzidos sob a marca de uma empresa, comprometendo a integridade da marca de uma empresa.

E não são apenas os arquivos digitais que estão sujeitos a vulnerabilidades de segurança - as impressoras 3D também podem correr o risco de serem adulteradas. Por exemplo, quando conectada à Internet, uma impressora 3D insegura pode ser vulnerável a hackers que obtenham acesso à máquina remotamente e introduzam falhas no código de software que executa a impressora. Isso pode levar a um processo de impressão interrompido ou até mesmo a danos à própria máquina.

As boas notícias

Como o modelo de manufatura distribuído exige a troca de dados, teoricamente qualquer pessoa que tenha acesso aos dados do arquivo 3D poderia fabricar a peça ou o produto em questão. As empresas devem, portanto, garantir que os sistemas de segurança corretos estejam em vigor para garantir que todos os dados sejam usados de forma adequada e que usuários não autorizados não tenham acesso. À medida que mais e mais empresas começam a adotar a manufatura aditiva para a produção, a necessidade de proteger os fluxos de trabalho de AM é talvez mais importante do que nunca. A boa notícia é que várias empresas e instituições de pesquisa têm trabalhado nas tecnologias necessárias para garantir a manufatura aditiva em cada estágio do fluxo de trabalho da manufatura aditiva.

Criptografia de arquivo

No estágio de design, criptografar arquivos de design é uma prática que garante que apenas usuários autorizados tenham acesso aos dados incluídos. Normalmente, a criptografia envolve a criação de um contêiner digital criptografado para cada arquivo de design, de modo que os designs não possam ser acessados até que sejam descriptografados por uma máquina AM.

LEO Lane é uma empresa que fornece soluções de segurança baseadas na nuvem. Seus arquivos “Limited Edition Object” (LEO) substituem o arquivo digital completo quando transferidos entre as partes. O LEO inclui uma forma modificada do formato STL (LSTL) que pode controlar a maneira como um design é produzido. Um proprietário de IP pode criar instruções em um arquivo LSTL, especificando o tipo de máquina em que será impresso, o tipo de materiais e o número permitido de impressões - garantindo assim que o fabricante não imprimirá o item tantas vezes quanto eles quer.

Leia mais sobre a parceria da AMFG com LEO Lane

Verificando autenticidade

Outras empresas desenvolveram métodos para garantir a autenticidade das peças impressas em 3D.

InfraTrac com base nos EUA desenvolveu uma tecnologia anti-falsificação baseada em luz que ajuda a autenticar produtos baseados em polímeros. A tecnologia infunde polímeros AM com uma “etiqueta” química, sem alterar a composição química do material. A etiqueta química única é impressa nas camadas sub-superficiais de uma peça de polímero à medida que está sendo produzida e pode ser detectada com um espectrômetro portátil, permitindo que um operador identifique se uma peça é genuína ou falsificada.

Outra solução recentemente proposta por pesquisadores da New York University usa códigos QR para evitar a falsificação e roubo de IP na impressão 3D. O sistema instrui as impressoras 3D a incluir centenas de pequenos elementos em várias camadas dentro de um componente à medida que ele é impresso. Uma vez impressa, a parte concluída contém uma "Nuvem QR" tridimensional que pode ser detectada por um scanner micro-CT para confirmar a autenticidade. Este método foi testado em termoplásticos, fotopolímeros e ligas metálicas e, supostamente, não compromete a integridade estrutural de uma peça.

A desvantagem dessa abordagem, no entanto, é que é necessário encontrar o ângulo e a orientação corretos para poder ler o código corretamente. Isso pode complicar significativamente o processo de identificação.

Blockchain

Embora bem conhecido no mundo das criptomoedas e FinTech, as possibilidades do Blockchain para manufatura aditiva ainda estão sendo exploradas. O blockchain pode ser definido vagamente como um livro-razão digital que torna possível para todos os membros de uma rede processar transações (por exemplo, acesso e troca de dados) de uma forma descentralizada, livre de adulteração.

Para manufatura aditiva, o blockchain pode ajudar a proteger a propriedade intelectual apoiando acordos de licenciamento. Por exemplo, digamos que uma empresa autorize um empreiteiro a imprimir em 3D um certo número de peças dentro do blockchain. Um contrato inteligente - um programa de computador armazenado dentro de um blockchain - emite as informações de licença no blockchain e autoriza apenas esse contratante a produzir um conjunto de peças de acordo com as restrições de licenciamento (por exemplo, uma determinada máquina e um número de peças). A impressora do contratante, então, verifica a licença antes de imprimir e recebe um arquivo de design criptografado, que é então descriptografado por uma impressora 3D.

Todos os detalhes da transação, desde a verificação da licença até a descriptografia do arquivo, são rastreados e registrados no blockchain. E como tudo o que ocorre no blockchain é criptografado, é possível provar que os dados não foram alterados, garantindo assim a segurança, rastreabilidade e integridade do fluxo de trabalho de dados AM.

As soluções de blockchain para manufatura aditiva estão apenas começando a surgir. Em 2018, por exemplo, o National Center for Manufacturing Sciences (NCMS) lançou uma iniciativa com vários parceiros, incluindo Moog Inc e Siemens, para adaptar a tecnologia de blockchain para manufatura aditiva para cadeias de suprimentos governamentais.

No mesmo ano, a GE registrou uma patente para usar um livro razão distribuído para rastrear e validar peças impressas em 3D em sua cadeia de suprimentos. A GE acredita que, usando a tecnologia blockchain, eles podem garantir que as peças falsificadas não sejam vendidas. O sistema daria a todas as peças fabricadas aditivamente da GE um registro de dados históricos, permitindo que eles fossem rastreados desde o projeto até a produção, bem como certificando os materiais, máquinas e processos usados.

Os fabricantes devem permanecer proativos

A manufatura aditiva está permitindo que as empresas aprimorem suas operações e transformem suas cadeias de suprimentos. No entanto, o fluxo de trabalho de AM, sendo parte de uma rede digital maior, exigirá uma solução ponta a ponta para garantir a segurança e a proteção de IP entre as várias partes interessadas.

As empresas precisarão proteger o segmento digital que conecta o fluxo de dados desde a concepção até a produção.

A notícia positiva é que existem soluções de software que permitirão às organizações evitar esses riscos com o mínimo de interrupção dos processos internos e fluxos de trabalho.

Para empresas que buscam proteger suas operações de manufatura aditiva, é recomendável pesquisar as soluções de software do mercado.

Além de fornecer a segurança necessária, essas soluções também prometem trazer maior transparência e escalabilidade aos fluxos de trabalho de AM, abrindo um caminho para um futuro de manufatura distribuída inteligente.

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