Uso de fabricación aditiva para detectar piezas falsificadas

Garantizar que los productos y componentes fabricados no hayan sido copiados y reemplazados ilegalmente por productos falsificados es una preocupación de alta prioridad para las industrias manufactureras y de defensa en los EE. UU. y en todo el mundo.

Una solución potencial tendría impactos e implicaciones de gran alcance en varias áreas que van desde la mejora de los implantes biomédicos hasta la protección de los activos de defensa nacional.

Investigadores de la Universidad de Texas A&M han desarrollado un método para imprimir una etiqueta magnética oculta, codificada con información de autenticación, dentro del hardware fabricado durante el proceso de fabricación de piezas. El proceso revolucionario tiene el potencial de exponer productos falsificados más fácilmente al reemplazar las etiquetas físicas, como códigos de barras o códigos de respuesta rápida (QR), con estas etiquetas magnéticas ocultas, que sirven como identificadores únicos y permanentes.

El proyecto, titulado «Información integrada en metales fabricados de forma aditiva a través de gradientes de composición para la lucha contra la falsificación y la trazabilidad de la cadena de suministro», es un proyecto asociado de la facultad respaldado por el Instituto SecureAmerica. Incluye investigadores del Departamento de Ciencia e Ingeniería de Materiales y del Departamento de Ingeniería Mecánica J. Mike Walker ’66 en Texas A&M.

El equipo publicó recientemente su investigación en la revista Additive Manufacturing.

Los investigadores de la facultad en el proyecto incluyen al Dr. Ibrahim Karaman, Profesor I de Chevron y jefe del departamento de ciencia e ingeniería de materiales; el Dr. Raymundo Arroyave, profesor de ciencia e ingeniería de materiales y Profesor de Excelencia del Decano de la Familia Segers; y el Dr. Richard Malak, profesor asociado de ingeniería mecánica y profesor de desarrollo profesional de Gulf Oil/Thomas A. Dietz. Además de la facultad, el Dr. Daniel Salas Mula, investigador de la Estación Experimental de Ingeniería de Texas A&M, y el estudiante de doctorado Deniz Ebeperi, ambos miembros del grupo de investigación de Karaman, han trabajado en el proyecto. El equipo también ha colaborado con el Dr. Jitesh Panchal, profesor de ingeniería mecánica en la Universidad de Purdue.

Garantizar la seguridad y la autenticación confiable en la fabricación es una preocupación nacional fundamental, ya que EE. UU. invierte miles de millones de dólares en la fabricación. Sin un método de este tipo fácilmente disponible, puede ser casi imposible diferenciar una pieza o componente auténtico de su copia falsificada.

«El problema es que cuando se me ocurre una idea, un dispositivo o una pieza, es muy fácil para otros copiarlo e incluso fabricarlo de manera mucho más económica, aunque tal vez con una calidad inferior», dijo Karaman. «A veces incluso ponen el mismo nombre de marca, entonces, ¿cómo se asegura de que ese artículo no sea suyo? (La etiqueta magnética incrustada) nos brinda una oportunidad y una nueva herramienta para asegurarnos de que podemos proteger nuestras industrias de defensa y fabricación. »

El equipo está implementando técnicas de fabricación aditiva de metal para lograr su objetivo de incrustar con éxito etiquetas magnéticas legibles en piezas metálicas sin comprometer el rendimiento o la longevidad. Los investigadores utilizaron la impresión 3D para incrustar estas etiquetas magnéticas debajo de la superficie en hardware de acero no magnético.

Otras aplicaciones de este método incluyen la trazabilidad, el control de calidad y más, dependiendo en gran medida de la industria en la que se utilice.

Una vez incrustada en un elemento no magnético, la etiqueta magnética se puede leer con un dispositivo de sensor magnético, como un teléfono inteligente, al escanear cerca de la ubicación correcta en el producto, lo que permite que el usuario acceda a la información designada.

Si bien existen otros métodos para imprimir información, principalmente requieren equipos sofisticados y costosos que introducen una barrera para la implementación en el mundo real.

“Se han utilizado diferentes enfoques para tratar de cambiar localmente las propiedades de los metales durante el proceso de fabricación para poder codificar información dentro de la pieza”, dijo Salas Mula. «Esta es la primera vez que las propiedades magnéticas del material se utilizan de esta manera para introducir información dentro de una pieza no magnética, específicamente para la impresión 3D de metales».

Ebeperi dijo que para mapear la lectura magnética de la pieza, el equipo creó un sensor magnético personalizado de tres ejes capaz de mapear la superficie y revelar las regiones donde se podía acceder a la etiqueta magnética incrustada.

Si bien el sistema es más seguro que una etiqueta física o un código ubicado en el exterior de un artículo, el equipo aún está trabajando para mejorar la complejidad de la seguridad del método.

A medida que continúa el proyecto, Karaman dijo que los próximos pasos incluyen el desarrollo de un método más seguro para leer la información, posiblemente mediante la implementación de una «autenticación dual» física que requiera que el usuario aplique un tratamiento o estímulo específico para desbloquear el acceso a la etiqueta magnética. .