Ja das geht, und wir haben es im Rahmen des SAMPL (Secure Additive Manufacturing Platform, siehe auch www.sampl-3d.de) Projektes gezeigt. Seit über 2,5 Jahren entwickelt die consider it GmbH im Rahmen des vom BMWi geförderten Projektes zusammen mit 7 weiteren Partnern eine durchgängige Lösung für den fälschungssicheren Austausch von 3D-Druckdaten. Schlüssel dazu ist die Nutzung der Blockchain- bzw. Distributed Ledger-Technologie. Am 10. Oktober 2019 konnten wir im Zentrum für Angewandte Luftfahrtforschung (ZAL) in Hamburg im Rahmen einer Anwendertagung die Projektergebnisse vorstellen. 70 Interessierte sind der Einladung gefolgt und haben die Veranstaltung zu einem großen Erfolg werden lassen.

Additive Fertigung oder kurz 3D-Druck ermöglicht die schnelle Herstellung von Bauteilen, z.B. Prototypen oder Ersatzteilen. Wir sind begeistert von der Technologie und arbeiten als consider it auch in weiteren Forschungsprojekten damit. Dazu zählt das Vorhaben Adaptive Additive Fertigung in dem wir unter anderem mit Fraunhofer, BMW und Skoda zusammenarbeiten. Dabei gehen wir der Frage nach, wie eine in-line Überwachung und Anpassung von 3D-Druck Prozessen erfolgen kann, um beim Aufdrucken auf bestehende Strukturen (konkret von Funktionsbauteilen auf Autodach-Strukturen) Fertigungstoleranzen ausgleichen zu können. Als weiteres Projekt ist AutoComp3D zu nennen, wo wir mit Wissenschaftlern der RWTH Aachen ein Verfahren entwickeln, um die Vorteile des 3D-Drucks (z.B. Freiheit der Formgebung) mit den Vorteilen von Verbundwerkstoffen (Festigkeit und Leichtigkeit) zu verbinden.

Im Projekt SAMPL stehen in erster Linie sicherheitstechnische und urheberrechtliche Fragen im Vordergrund. Gerade bei sicherheitskritischen Bauteilen muss gewährleistet sein, dass nur autorisierte Personen Zugriff auf die relevanten Daten haben, nur die unveränderten Originaldaten für eine genau definierte Anzahl an Bauteilen verwendet werden und ein Missbrauch durch Raubkopien ausgeschlossen ist. Genau das stellt die Secure Additive Manufacturing Plattform (SAMPL) sicher, die wir zusammen mit Partnern im Rahmen des SAMPL-Projekts entwickelt haben. Dem Konsortium gehören neben der consider it GmbH ebenfalls aus Hamburg NXP Semiconductors, die Firma 3D MicroPrint aus Chemnitz sowie die Universitäten Hamburg und Ulm, die TU Hamburg, das Fraunhofer Institut ENAS, Chemnitz sowie Airbus, EvoBus und DWF als assoziierte Partner an. Das Ergebnis des Projektes wird dazu beitragen, die Vorteile der additiven Fertigung wie zum Beispiel geringerer Logistikaufwand, reduzierte Lagerbestände und Produktion „on demand“ zu heben und Lösungen für die damit verbundenen neuen Problemen wie vor allem im Bereich der IT-Sicherheit und des Schutzes der wertvollen Druckdaten bereit zu haben.

Bereits zu Projektstart hatten wir uns angesichts des Anwendungsfalles der digitalen Prozesskette im 3D-Druck entschieden, Blockchain-Technologie als möglichen Lösungsbestandteil näher zu evaluieren. Die nähere Analyse hat dabei den Anfangsverdacht bestätigt, dass der Einsatz dieser innovativen Technik eine gute Wahl ist. Mehrere Gründe sprachen und sprechen nach wie vor sehr deutlich dafür. Zu nennen sind dabei natürlich die Aktualität der Technik und der nachgerade darum bestehende Hype, vor allem aber die Spezifika des Use Cases wie der Umstand, dass viele Parteien die Daten nutzen und verändern können sollen, Missbrauch aber gleichzeitig zu vermeiden ist. Die in der Blockchain vorgesehene dezentrale Datenhaltung hilft bei der Reduktion systemischer Risiken und die nicht nachträglich manipulierbare Dokumentation steigert das Vertrauen. Perspektivisch könne die entstandene Lösung eine Integration von Daten und Prozessen über den gesamten Produktlebenszyklus hinweg ermöglichen und so die Basis für eine Vielzahl neuer Geschäftsmodelle schaffen.

Zurück zum SAMPL Anwendertag am 10.10.2019 im ZAL in Hamburg – die bisher bereits erzielten Projektergebnisse wurden im Rahmen von Vorträgen und anhand der ausgestellten Demonstratoren unter anderem von Airbus vorgestellt. Dass man als Flugzeughersteller mit über 11.000 in Betrieb befindlichen Fliegern, von denen im Schnitt alle 1,4 Sekunden einer startet, Interesse an einer verlässlichen Ersatzteilversorgung hat, ist gut nachvollziehbar. Ungeplante Bodenzeiten durch nicht vorhandene Ersatzteile sind sowohl für die Airlines als auch für alle anderen Beteiligten unangenehm und teuer. Um allerdings die Versorgung rund um den Globus und so gut wie rund um die Uhr sicherzustellen, sind enorme Bestände an Ersatzteilen erforderlich. Hier erwartet man, dass sich mit den Möglichkeiten des 3D-Drucks einiges sparen lassen wird, wenn in der Zukunft nur noch die „licence to print“ an den Ort des Bedarfs verkauft und elektronisch versandt wird.

Genau an dieser Stelle ist aber auch Vorsicht geboten, wie Sascha Nolte vom Hersteller für industrielle Verbindungstechnik Weidmüller im Rahmen seines Vortrages erklärte: „Daten, die einmal raus sind, die sind weg und nicht mehr zu kontrollieren!“ Das eigene geistige Eigentum als wirtschaftliche Grundlage zu erhalten ist gerade in zunehmend digitalen Wertschöpfungsketten von zentraler Bedeutung, darin sind sich der Großkonzern Airbus und der Mittelständler Weidmüller einig. Um die Leistungsfähigkeit der SAMPL Lösung zu evaluieren, hat Weidmüller den Anwendungsfall eines Schirmblechs für Steckverbinder umgesetzt. Dieses ist prädestiniert für additive Fertigung, weil es in vielfältigen Varianten, hoher Funktionsintegration und jeweils recht geringen Stückzahlen im Markt erforderlich ist. Die Umsetzung ist „erfrischend einfach“ gelungen, wie Andreas Hoppe vom Lübecker Drucker-Hersteller SLM betonte, der die Praxiserprobung seitens des Druckerherstellers geleitet hat.

Über die unmittelbare Anwendung in der additiven Fertigung hinaus ergeben sich vielfältige Anknüpfungspunkte zu weiteren Anwendungen in der Zukunft. Besonders anschaulich kann dies unter Bezugnahme auf die im September 2019 veröffentlichte Blockchain-Strategie der deutschen Bundesregierung verdeutlicht werden. Darin wird der Bereich der Lieferketten und der Logistik als besonders potenzialträchtig für die Anwendung der Blockchain-Technologie hervorgehoben. Vor allem Transparenz, Effizienz und Sicherheit entlang von Liefer- und Wertschöpfungsketten ließen sich mit Blockchain-Technologie steigern. Diese Argumentation schließt unmittelbar an die in SAMPL gemachten Erfahrungen an und unterstreicht den naheliegenden Auftrag, in der Verwertung der Ergebnisse Logistikprozesse auch über den 3D-Druck hinaus zu betrachten.

Offen bleiben zum Ende des SAMPL Anwendertages 2019 vor allem noch Fragen wie zum Beispiel zur Nachvollziehbarkeit der dem Druck nachgelagerten Prozessschritte. Bis Jahresende 2019 hat das Projektteam nun noch Zeit, sich auch damit zu beschäftigen. Für die im Anschluss geplante Industrialisierung soll die begonnene enge Zusammenarbeit mit Industrie und Anwendern erfolgreich fortgesetzt werden. Vor diesem Hintergrund haben wir die Gespräche zu einer zweiten Auflage des SAMPL Anwendertages im Jahr 2020 bereits begonnen, denn SAMPL ist gefragt!