中德聯(lián)合開展ProCloud3D項目，為安全的分散式增材制造開發(fā)云平臺

2024年4月7日,，南極熊獲悉，來自中德項目聯(lián)盟亞琛工業(yè)大學的數(shù)字增材生產(chǎn)主席 DAP 開發(fā)了一款基于云的安全平臺的架構，該平臺能夠加密和實時傳輸激光金屬粉末床熔融（PBF-LB/M）的生產(chǎn)數(shù)據(jù),。該項目源自 ProCloud3D 項目，由聯(lián)邦教育和研究部 (BMBF) 資助,，為安全分散,、去中心化的增材制造奠定了基礎。

△亞琛工業(yè)大學數(shù)字增材生產(chǎn) DAP 主席莫里茨·科爾特

云平臺是有效實施工業(yè)元宇宙,、智能服務和數(shù)字化等概念的關鍵功能,，它提供了實時處理、存儲和安全共享數(shù)據(jù)所需的基本基礎設施,，無論位置如何,。ProCloud3D 項目背后的聯(lián)盟現(xiàn)已使增材制造可以安全地訪問該基礎設施。

△通過開發(fā)的云平臺流式生產(chǎn)的 ProCloud3D 項目徽標,。

安全性：去中心化生產(chǎn)的瓶頸

從最終用戶的角度來看,，組件的增材制造越來越多地被外包。為了制造這些組件,，最終用戶必須與服務提供商共享其設計數(shù)據(jù),。鑒于數(shù)字設計模型足以生成物理副本，因此確保此過程的安全至關重要。該解決方案涉及在打印過程中將生產(chǎn)數(shù)據(jù)直接逐層傳輸?shù)椒�務提供商�?PBF 機器,，這種方法也稱為流式處理,。然而，確保這些數(shù)據(jù)不會被攔截,、泄露或操縱,，并且只生產(chǎn)所請求數(shù)量的組件是至關重要的。此外,，必須為生產(chǎn)過程精心編制和準備制造訂單的數(shù)據(jù),。

ProCloud3D平臺開發(fā)思路

研究人員最初開發(fā)了一個切片器，用于根據(jù)施工作業(yè)信息實時生成機器控制代碼,。為此,，ProCloud3D平臺的架構基本上基于開放矢量格式 (OVF)，該格式由 DAP主席和弗勞恩霍夫激光技術研究所 ILT 的研究人員開發(fā),。除其他外,，該格式支持使用振鏡掃描儀靈活控制激光器、管理多個掃描場陣列以及擴展其他機器軸控制,。

△使用開發(fā)的基于云平臺通過安全流制造的 ProCloud3D 項目的另一個徽標變體,。

在 OVF 的基礎上，開發(fā)了一種流協(xié)議,，可確保高效實時傳輸 PBF-LB 生產(chǎn)數(shù)據(jù)和各種 PBF 機器的相關元數(shù)據(jù),。該協(xié)議包括安全數(shù)據(jù)傳輸和數(shù)據(jù)加密。借助 DAP 開發(fā)的高性能嵌套器,，可以自動生成由多個組件組成的制造作業(yè),。

在基于云的用戶界面中，功能完全集成且可視化,。該解決方案的一部分是沿著所描述的供應和流程鏈進行數(shù)字版權管理,。數(shù)據(jù)流是端到端加密的。在硬件方面,，項目開發(fā)的機器界面處理來自云端的分層控制命令,。流協(xié)議定義了誰可以訪問數(shù)據(jù)以及允許制造訂購的組件的數(shù)量。

安全數(shù)據(jù)流

利用這一開發(fā)的云解決方案,，該聯(lián)盟通過安全數(shù)據(jù)流成功制造了演示器,。下一步涉及準備基于云的平臺，以供大眾市場在去中心化增材制造中采用,。開發(fā)的硬件接口將與各設備制造商兼容。此外,，還應提供針對制造商特定的 PBF-LB/M 定制的普遍適用的基于云的軟件服務,。

該解決方案旨在為不同行業(yè)的公司提供將制造流程外包到專門設計的安全的基于云的平臺的機會，并直接挖掘增材制造的潛力,。這種方法消除了對 PBF 機器的高額投資以及以前必需的專業(yè)工藝知識的廣泛開發(fā)的需要,。該解決方案是采用增材制造的催化劑,，使公司能夠高效、安全地數(shù)字化和外包其生產(chǎn),。

該項目聯(lián)合體包括 WIBU-Systems AG,、LMI – Laser Melting Innovations GmbH & Co. KG、RWTH Aachen Lehrstuhl Digital Additive Production DAP,、北京工業(yè)大學,、鉑力特、南京 1001 自動化科技公司有限公司,、北京航天智能制造技術開發(fā)有限公司

該研發(fā)項目由聯(lián)邦教育和研究部 (BMBF) 根據(jù)“Innovationen für die Produktion, Dienstleistung und Arbeit vonmorgen”計劃（資助代碼 02P18X010）資助,，并由卡爾斯魯厄項目管理機構 (PTKA) 管理。