具有嵌入的标识要素的三维打印的物体制造技术

一种用于操作三维(3D)打印机以限制未授权的复制并且提供对在3D打印机上制造的从授权的模型打印的3D物体的认证的方法。所述方法包括将定义物体的3D模型的数字文件提供到3D打印机。3D模型包括标识(ID)要素的模型。所述方法包括处理数字文件以定义3D模型的打印层，并且一些打印层包括所述ID要素的模型的层。所述方法涉及操作3D打印机以打印所述层以形成具有整体形成的ID要素的3D物体。ID要素被嵌入在3D物体的物体要素中。整体形成的ID要素可以是当由RFID读取器扫描3D物体读取时提供标识数据的射频ID(RFID)标签。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术一般地涉及三维(3D)物体的制造，并且更具体地，涉及使用3D打印机(以及相应的3D物体)以打印3D物体的方法，其可以被用于限制未容许的或者未经许可的复制。
技术介绍
3D打印是从数字文件创建物体(或者“打印的3D物体”)的附加技术。可以从诸如计算机辅助设计(CAD)程序的软件或者另一 3D建模程序产生数字文件或者用向3D建模程序提供输入的用于复制现有物体的3D扫描仪产生数字文件。为准备用于打印的数字文件，提供在打印机所接口到的计算机上的或者在3D打印机自身上运行的软件将3D模型分片(slice)为数百个或者数千个的水平层。通常，仅外壁或者“壳”被打印为固体使得壳厚度可以被定义为修改用于在打印中使用的3D模型的一部分，并且在打印期间，壳被打印为固体元件，而3D物体的内部部分以蜂窝或者其它填充设计被打印(例如，以减少为提供打印的3D物体而需要打印的材料的量)。当3D物体的准备好的数字文件被上传到3D打印机中时，3D打印机逐层创建物体。3D打印机从3D模型读取每一片(或2D图像)并且继续通过铺下(或者“打印”)材料的连续的层直到整个物体形成来进行创建3D物体。这些层的每一个可以被看作最终将完成的或者打印的3D物体的薄分片的水平截面。更加常见的3D打印机技术之一使用熔融沉积成型(FDM)或者更通常地使用熔丝制造(FFF)。FDM打印机通过使用从安装到打印机框架上的线圈或者卷轴展开(unwound)的塑料细丝(例如，提供为直径1到3毫米的多股细丝的丙烯腈丁二烯苯乙烯(ABS)或聚乳酸(PLA))而工作。塑料细丝被用于将材料供给到具有喷嘴的打印头，例如，齿轮将细丝从卷轴拉下到喷嘴中。喷嘴适配为将其流(flow)打开或关闭。喷嘴(或者打印头的上游部分)被加热以当塑料细丝被传递到喷嘴中或者传递通过喷嘴时将其熔化，使得该塑料细丝液化。尖的喷嘴将液化的材料沉积为超细线(例如，以横向大约0.1毫米的线)。喷头及其排放口(outlet)在水平和垂直方向两者中移动以通过由在3D打印机上运行的控制软件(例如，适配为与3D打印机一起使用的计算机辅助制造(CAM)软件包)操作或者控制的数字控制机制来完成或者打印3D模型的每一层。挤出的熔化的或者液化的材料迅速固态化以形成层(并且与3D物体的层一起密封)，然后在开始打印下一层之前喷嘴被垂直地移动。重复该过程直到3D物体的所有层已经被打印。可以被称为打印床或者建造板的打印表面通常也被加热以避免3D物体的塑料的底层在打印期间分层。3D打印机的增加的可用性以及广泛的使用产生了许多新的问题。例如，3D打印的物体非常易于再生或者复制。可以通过传送或者分享曾用于产生第一个的特定3D物体的数字文件来产生3D物体的复制品。在其它情况中，可以扫描3D物体以产生可以被用于控制3D打印机以再生完全或者几乎完全复制了所扫描的3D物体的所有外部特征的3D物体的新的数字文件。因此，目前对于拥有3D打印机的人来说，通过获得3D模型或者创建他们自己的3D模型来产生无限的所打印的物体(或者可打印模型)的相同复制品是非常轻松的任务。可以看出，3D打印机以及包括扫描仪的相关技术已经使得其非常难以防止许多产品或者物体的复制，并且目前难以或者不可能区分原始的3D打印的物体和之后打印的复制品。这样精确的复制在收藏品的领域可能是特别棘手的。为了向收藏者作为收藏品来销售而制造的收藏品当其具有证实的可信性(authenticity)、如来自特定的来源或者是限量产品的部分时，通常被其所有者认为更有价值。例如，当收藏者可以容易地验证雕像(或者“3D物体”)是由特定公司生产的限量产品之一(例如，雕像是一批1000个的第45号雕像)、在此之后“模具”不被用于产生更多的雕像时，收藏者可以从真人或者动画影片中找出人物的雕像。如果这些雕像可以轻易地用3D打印机复制，则这些雕像的独特性和可期待性可能严重地降低。因此，存在对用于防止3D物体的未容许的或者未经许可的复制的技术的需求。这样的防止复制技术优选地将有利于阻止或者限制使用3D打印机技术打印特定3D物体的复制品，这将允许人们继续得以确保他们在获取模型的原始打印并且还可以允许收藏者验证他们的产品(或3D物体)是可信的。
技术实现思路
简单来说，在此所述的3D打印方法包括创建定义了将由3D打印机打印的物体的3D物体模型的数字文件。该数字文件不仅定义了 3D物体的外壳，而且定义了将被打印在3D物体的(在外壳内的)内部空间中的一个或多个层中的唯一标识符或标识(ID)要素。ID要素例如可以是嵌入在3D物体(或者其主体或者物体要素之一)中的无源射频标识(RFID)标签，使得其在外表面上不可见，以便于限制用扫描技术对ID要素的复制。一旦打印了 3D物体，传感器(诸如RFID读取器)可以被用于读取或检测在使用该数字文件打印的3D物体中的ID要素的存在，以识别该3D物体，比如验证其可信性或者是限量产品中的一个(例如，ID要素可以提供指示唯一的序列号或者部件号的数据)。打印具有ID要素的3D物体的记录可以被保留在诸如中央数据库中，以便于追踪每个ID要素的打印(及其相关联的3D物体)。中央数据库可以然后由顾客(例如，收藏者及其他人)访问以通过扫描或者处理ID要素(或者其提供的信息)来验证3D物体的可信性。中央追踪数据库还可以允许顾客或者收藏者进行其他任务，诸如获得使用他们的3D打印机打印收藏品的许可(例如，具有唯一 ID要素定义的数字文件可以从在诸如因特网的通信网络上的服务器被传送到收藏者或者由收藏者访问)，并且中央追踪数据库可以增加已经被打印的这样的物体(或者对于其已经授予打印的许可的物体)的计数。此外，顾客或者收藏者可能能够确定限量产品的3D物体何时完成并且寻找和/或联系打印的特定的3D物体(例如，完成的限量产品的3D物体之一)的顾客或者收藏者。更具体地，描述了用于操作三维(3D)打印机以限制打印的物件的未授权的复制的方法。所述方法包括将定义物体的3D模型的数字文件提供到3D打印机，并且3D模型包括标识(ID)要素的模型(或者用于打印的ID要素的定义)。所述方法继续处理(例如，用3D打印机的一个或多个控制程序)数字文件以定义3D模型的多个打印层，并且一些打印层包括所述ID要素的模型的层。所述方法然后涉及操作所述3D打印机顺序地打印所述打印层以形成具有整体形成的ID要素的3D物体。在该方法的一些实现方式中，整体形成的ID要素被嵌入在3D物体的一个或多个物体要素中。在这样的情况中，整体形成的ID要素可以与其嵌入在其中的物体要素的外壳隔开一距离，这限制了经由扫描3D物体的外部表面复制ID要素的容易性(susceptibility)。在一些情况中，整体形成的ID要素是或者包括射频ID(RFID)标签(例如，被配置为当由RFID扫描仪或读取器读取时提供标识数据的无源RFID标签)。在其它情况中，操作3D打印机以顺序地打印所述打印层涉及用第一打印材料打印所述3D物体的部分并且用在至少一个物理特征方面不同于所述第一打印材料的第二打印材料打印所述整体形成的ID要素。例如，所述物理特征可以是密度，则整体形成的ID要素可以具有比用所述第一打印材料打印的所述3D物体的部分更大的密度。在另一示例中，物理特征是本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种操作三维(3D)打印机以限制打印的物品的未授权的复制的方法，包括：将定义物体的3D模型的数字文件提供给3D打印机，其中所述3D模型包括标识(ID)要素的模型；处理所述数字文件以定义所述3D模型的多个打印层，其中一些打印层包括所述ID要素的模型的层；以及操作所述3D打印机顺序地打印所述打印层以形成具有整体形成的ID要素的3D物体。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：J沃里斯，DW克劳福德，J阿尔特德，BF克里森，
申请(专利权)人：迪斯尼实业公司，
类型：发明
国别省市：美国;US