IP Protection für Additive Manufacturing

In den vergangenen Jahren hat sich der 3D-Druck von einem elitären Spielzeug zu einer Zukunftstechnologie für die Industrie entwickelt. Bauteile verschiedenster Materialien können direkt vor Ort in Unternehmen „just in time“ gedruckt werden. Eine Vielzahl von internationalen Herstellern bietet heute im Bereich der additiven Produktionsverfahren Geräte an, beispielsweise zum Druck von Vorserienteilen oder Ersatzteilen. Obwohl sich der reine Druckprozess auf den ersten Blick vielleicht einfach darstellt, ist er technisch extrem anspruchsvoll und heute noch sehr kostenintensiv. Doch diese Herausforderungen werden mit der Zeit wie bei so vielen Zukunftstechnologien gelöst, um dann als Standard in der Industrie Verwendung zu finden.

Wo geht es hin?

Die Zielvorstellung vieler Industrieunternehmen ist, zukünftig auch Serienteile Dritter im eigenen Hause produzieren zu können, um flexibel und ohne aufwändige Logistikketten auf die jeweilige Marktnachfrage reagieren zu können. Doch genau hier liegt abseits der wichtigen technischen Herausforderungen ein ganz wichtiger Punkt auf dem Weg zur Realisierung dieser Vorstellung, den es frühzeitig zu berücksichtigen gilt: Wer darf wann, wo und wie oft auf die Objektdaten zugreifen? Man benötigt somit ein System zum Schutz der zugrundeliegenden Objektdaten und zur Monetarisierung des gedruckten Werkstücks.

Wer sind die Player?

Betrachtet man die Kette von der digitalen Erstellung eines Objekts bis hin zum eigentlichen Druck, so finden sich verschiedene voneinander unabhängige Stakeholder. Zu Beginn steht der Designer des Objekts, der mithilfe einer geeigneten Software das 3D-Modell des Ersatzteils (z.B. eine Armlehne eines Sitzes) erstellt. Sein Interesse ist, die Blaupause des Objektes gegen Diebstahl zu schützen und gleichzeitig eine Möglichkeit zu haben, die Anzahl der gedruckten Teile zu überwachen, unabhängig davon, wann und wo auf der Welt diese gedruckt werden. 

Bevor das Objekt überhaupt gedruckt werden kann, müssen die Daten aber noch in verschiedenster Form aufbereitet werden. Dazu müssen die 3D-Objektdaten in Schichtmodelle umgewandelt werden, da der Drucker das Material scheibchenweise aufträgt. Ebenso müssen die Materialeigenschaften (Kunststoff, Metall, usw.) berücksichtigt werden, die sich während der Druckphase temperatur- und zeitbedingt sogar noch ändern können und damit wiederum den Druck selbst beeinflussen. Für all diese Themen gibt es differenzierte Softwarepakete auf dem Markt, die die Berechnungen durchführen und den Druckvorgang letztlich auch steuern. 

Diese Pakete kommen nicht zwangsläufig von ein- und demselben Hersteller, was den IP-Schutz in der Gesamtkette noch herausfordernder macht. Und schließlich muss die Überwachung der Anzahl der gedruckten Objekte noch in die Druckersteuerung selbst integriert werden, um eine sichere Kontrolle gewährleisten zu können.

Wie sieht das Gesamtsystem zum IP-Schutz aus?

Auch wenn es sich um eine Zukunftstechnologie handelt: Beim Thema IP-Schutz und der Stückzahlüberwachung muss man das Rad nicht neu erfinden. Verschlüsselung, Authentisierung und Lizenzierung sind seit über 30 Jahren ein Kernthema bei Wibu-Systems und die bewährte CodeMeter-Technologie bringt bereits alles mit, um die digitale Prozesskette vollumfänglich und nach dem besten Stand der Technik sicher abbilden und abrechenbar machen zu können.

Auf der einen Seite steht zu Beginn die sichere Verschlüsselung der CAD-Daten (STL-File) und der verschiedenen aufbereiteten Daten auf dem Weg hin zum eigentlichen Druck. Die CAD-Software und die Softwareprodukte bei der Vorbereitung der weiteren Schritte müssen in der Lage sein, die verschlüsselten Daten zu entschlüsseln, weiter zu verarbeiten und schließlich wieder zu verschlüsseln. Dabei erlaubt die Krypto-Toolbox der CodeMeter API, die erforderlichen Routinen zur Ver- und Entschlüsselung einfach und schnell in die verschiedenen Softwareprodukte zu integrieren, um einen durchgehenden IP-Schutz entlang der Kette sicherzustellen.

Auf der anderen Seite steht und fällt die Gesamtsicherheit eines solchen Systems mit der sicheren Aufbewahrung und Verteilung der für die Ver- und Entschlüsselung erforderlichen kryptografischen Schlüssel. Mit der CodeMeter-Technologie können diese Schlüssel den Anforderungen des Rechteinhabers des Objekts entsprechend in einem Hardwareanker (CmDongle), einer Softwarelizenz (CmActLicense) oder sogar direkt in der Cloud (CmCloud) in Form einer Lizenz sicher abgelegt werden. Dieser Lizenz werden dann spezifische Rechte mitgegeben, die beispielsweise nur eine temporäre und/oder funktional eingeschränkte Nutzung der geschützten Daten zulassen. Die für den Druck ausgestellte Lizenz enthält dann zusätzlich noch einen Zähler (Quantity), mit dem die Anzahl der druckbaren Objekte begrenzt wird.

Das Management und die sichere Verteilung der Lizenzen (Rechte) sind durch die CodeMeter License Central bereits heute umfassend gelöst. Durch den cloudbasierten Ansatz können die Rechte weltweit rund um die Uhr online (wenn notwendig aber auch offline, ohne direkt Anbindung eines Systems an das Internet) an die Nutzer der Rechte versendet werden. Umfangreiche Schnittstellen erlauben die Einbindung in existierende Backendsysteme von Unternehmen und erlauben somit einen hohen Grad an Automatisierung. 
Benötigt ein Unternehmen eine bestimmte Komponente eines Sublieferanten, die es im 3D-Druckverfahren für die Verwendung in seiner eigenen Produktion herstellen möchte, so wird ein entsprechender Auftrag im Shopsystem des Komponentenherstellers platziert. Als Lieferobjekt werden sowohl die verschlüsselte Objektdatei als auch die dafür erforderlichen Rechte zur Nutzung, einschließlich der erworbenen Druckvorgänge, bereitgestellt. Das Unternehmen hat den Vorteil, damit eine hohe Flexibilität bezogen auf Zeit und Menge erreichen zu können, was insbesondere im internationalen Bereich bei großen Distanzen zwischen Komponentenhersteller und Komponentenverwerter ein sehr großer monetärer Vorteil ist. Der Komponentenhersteller hingegen weiß sein wertvolles Know-how geschützt und kann sich über den neuen Distributionsweg neue Zielgruppen und Märkte erschließen. 

Wo stehen wir heute?

Auch wenn man bei Additive Manufacturing von einem Zukunftsmarkt spricht, hat die Zukunft bereits begonnen. Der 3D-Druck wird in einigen Industriebereichen (z.B. Medizin, Konsumgüter, Design) für die Produktion von Kleinserien eingesetzt und hat eine große Zukunft vor sich. Der Prozess wird aber maßgeblich davon beeinflusst, dass der Rechteinhaber des Objekts nicht zwangsläufig derjenige ist, der das Objekt später auch selbst ausdruckt. Zusätzlich zeichnet sich auch die Gründung von Servicegesellschaften ab, die sich auf den 3D-Druck für lokale Unternehmen spezialisieren. Ein perfekter IP-Schutz und die Möglichkeit zur Monetarisierung sind deswegen ein absolutes Muss.

Mit CodeMeter bietet Wibu-Systems genau ein solches eingespieltes und sicheres System für die Abbildung der digitalen Wertschöpfungskette im Bereich Additive Manufacturing. 

 

KEYnote 38 – Herbstausgabe 2019