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Trends aus dem 3D-Druck

PrinTracker

Jeder 3D-Druck hinterlässt auch einen Fingerabdruck

Ein Forscherteam der University at Buffalo stellt eine Methode vor, mit der man den Urheber eines 3D-gedruckten Objektes ausfindig machen kann.


„Wie Fingerabdrücke ist auch kein 3D-Drucker identisch“

Das ist der Auszug aus einer neuen University at Buffalo-geführten Studie, die beschreibt, wie man ein 3D-Objekt seinem ursprünglichen Besitzer zuordnen kann.

PrinTracker

Die Methode nennt sich „PrinTracker“ und könnte letztendlich Strafverfolgungs- und Geheimdienstbehörden helfen, die Herkunft von 3D-gedruckten Waffen, gefälschten Produkten und anderen Waren zu verfolgen.

„Der 3D-Druck hat viele wunderbare Einsatzmöglichkeiten, aber er ist auch der Traum eines Fälschers. Noch wichtiger ist, dass sie das Potenzial hat, Schusswaffen für Menschen, die sie nicht besitzen dürfen, leichter zugänglich zu machen“, sagt der Studienleiter Wenyao Xu, PhD, außerordentlicher Professor für Informatik und Ingenieurwesen an der UB School of Engineering and Applied Sciences.

Methodik

Jede Schicht eines 3D-Druckobjekts enthält winzige Falten – meist in Submillimetern gemessen – sogenannte Füllmuster. Diese Muster sollen einheitlich sein. Der Modelltyp des Druckers, das Filament, die Düsengröße und andere Faktoren verursachen jedoch leichte Unregelmäßigkeiten in den Mustern. Das Ergebnis ist ein Objekt, das nicht mit seinem Konstruktionsplan übereinstimmt.

So ist beispielsweise der Drucker angewiesen, ein Objekt mit Halbmillimeter-Füllmustern zu erstellen. Aber das eigentliche Objekt hat Muster, die 5 bis 10 Prozent vom Konstruktionsplan abweichen. Wie ein Fingerabdruck für eine Person sind diese Muster einzigartig und wiederholbar. Dadurch können sie bis zum 3D-Drucker zurückverfolgt werden. Xu:

„3D-Drucker sind so konstruiert, dass sie identisch sind. Aber es gibt leichte Abweichungen in der Hardware, die während des Herstellungsprozesses entstehen und zu einzigartigen, unvermeidlichen und unveränderlichen Mustern in jedem Objekt führen das sie drucken.“

Entwicklung

Um PrinTracker zu testen, erstellte das Forschungsteam fünf Türschlüssel von je 14 gängigen 3D-Druckern – 10 FDM-Drucker (Fused Deposition Modeling) und vier Stereolithographie-Drucker (SLA).

Mit einem gemeinsamen Scanner erstellten die Forscher digitale Bilder von jedem Schlüssel. Von dort aus verbesserten und filterten sie jedes Bild und identifizierten Elemente des Füllmusters. Sie entwickelten dann einen Algorithmus, um die Variationen der einzelnen Schlüssel auszurichten und zu berechnen, um die Authentizität des Fingerabdrucks zu überprüfen.

Nachdem die Forscher eine Fingerabdruckdatenbank der 14 3D-Drucker erstellt hatten, konnten sie den Schlüssel in 99,8 Prozent der Fälle auf ihren Drucker übertragen. 10 Monate später führten sie eine separate Testreihe durch, um festzustellen, ob der zusätzliche Einsatz der Drucker die Fähigkeit von PrinTracker beeinträchtigen würde, Objekte mit ihrem Herkunftsgerät abzugleichen. Die Ergebnisse waren die gleichen.

Das Team führte auch Experimente mit auf verschiedene Weise beschädigten Schlüsseln durch, um ihre Identität zu verbergen. PrinTracker war in diesen Tests 92 Prozent genau. Xu:

„Wir haben gezeigt, dass PrinTracker eine effektive, robuste und zuverlässige Möglichkeit ist, mit der Strafverfolgungsbehörden und Unternehmen, die sich mit geistigem Eigentum befassen, die Herkunft von 3D-Druckerzeugnissen verfolgen können.“


Quelle: University at Buffalo, Paper


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