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Plagiatschutz durch markierungsfreie Bauteilidentifikation

Will man einen Plagiatschutz mit bestehenden Systemen wie RFID-Chips erreichen, ist das mit hohem Aufwand und Kosten verbunden. Dennoch besteht am Ende immer noch die Gefahr, den Plagiatschutz nachzuahmen oder zu umgehen. Deshalb ist selten jedes Bauteil durch RFID-Chips geschützt. Eine markierungsfreie Bauteilidentifikation mit Blick auf relevante Oberflächenmerkmale erlaubt aber eine eindeutige Identifikation bei späterer Wartung oder im Regressfall. Bild 2 zeigt eine mögliche Umsetzung dieses Plagiatschutzes mit der markierungsfreien Bauteilidentifikation. Dabei wird vor der Auslieferung an den Zwischenhändler beziehungsweise Endkunden ein digitaler Fingerabdruck in einer Datenbank gespeichert. Wird im Regressfall oder während der Wartung das betreffende Bauteil nicht vom Identifikationsverfahren erkannt, handelt es sich sicher um ein Plagiat.

Zusätzlich können in der Datenbank Produktionsinformationen wie Chargennummer, Prozessstellgrößen, Werkzeugnummer, et cetera, gespeichert werden. Wird ein defektes Werkstück während der Wartung durch das Identifikationsverfahren wiedererkannt, besteht die Möglichkeit, anhand der zusätzlich in der Datenbank abgespeicherten Informationen, die Ursache für den Ausfall zu finden. Außer dem Fertigungsbetrieb kann auch der Zwischenhändler diese branchenübergreifende Methode nutzen. Für ihn besteht nämlich so die Möglichkeit nachzuweisen, dass er Originalteile ausgeliefert hat. Die bisherigen Ergebnisse aus dem Sonderforschungsbereich 653 gelten zunächst für das Umfangsplanschleifen.

In weitergehenden Untersuchungen im aktuellen AiF-Forschungsvorhaben zur „Markierungsfreien, branchenübergreifenden Bauteilidentifikation in der zerspanenden Prozesskette“ am IFW werden noch weitere Fertigungsverfahren mit Blick auf den Einsatz dieser markierungsfreien Bauteilidentifikation experimentell qualifiziert.

Identifikation von torisch geschliffenen Bauteilen

In ersten Untersuchungen konnte diese alternative Bauteilidentifikation auch für das torische Schleifen experimentell validiert werden. Das Fertigungsverfahren nutzt torische Schleifstifte mit dem Torusdurchmesser T und dem Torusradius r, um Material von der Oberfläche abzutragen. Bild 3 demonstriert die beiden Verfahrensvarianten, das frontale und das seitliche torische Schleifen. Das seitliche Schleifen hat Ähnlichkeit zum im SFB 653 verwendeten Umfangsschleifen und wird verwendet, um die Ergebnisse zu verifizieren. Mit dem frontalen Schleifen wird eine neue Prozesskinematik für die markierungsfreie Bauteilidentifikation validiert.

Insgesamt wurden 108 Proben mit einer Variation der Korngröße dg und der Vorschubgeschwindigkeit v_f hergestellt und anschließend gemessen. Aufgrund der geringen Rauheit der Proben (Rz < 1,5 µm) kommt ein Lasertriangulationsgerät des Typs LJ-V7020 von Keyence zum Einsatz. Während der Messung tastet der Sensor die Oberfläche mit 15.000 Liniensegmenten in 3,75 s ab. Ein Liniensegment hat eine Länge von 8 mm, einen Messpunktabstand von 10 µm sowie eine Breite von 35 μm. Durch eine Vorschubbewegung orthogonal zur Messlinie wird die Topografie des Messobjekts erfasst. Die Ausrichtung der Probe ist dabei so eingestellt, dass die Messlinie parallel zur Schnittrichtung der Schleifstifte ausgerichtet ist.

Mit dieser Methode für die markierungsfreie Bauteilidentifikation werden für alle 108 Proben die Fingerabdrücke aus der Messung extrahiert. Dafür wird ein 5 mm langes Profil aus den Messungen verwendet. Jede Messung wird zweimal durchgeführt, wobei der Fingerabdruck aus der ersten Messung in einer Datenbank gespeichert wird. Der Fingerabdruck der zweiten Messung wird dann mit allen Einträgen der Datenbank abgeglichen. Der Vergleich aller Fingerabdrücke der zweiten Messung mit der Datenbank ist in einer Konfusionsmatrix in Bild 4 dargestellt. Die Ergebnisse in der Konfusionsmatrix geben einen Wert für die Anzahl der übereinstimmenden Merkmale beider Fingerabdrücke an. Für eine erfolgreiche Identifizierung werden bei dem Vergleich 19 oder mehr übereinstimmende Merkmale benötigt. Das Ergebnis der Konfusionsmatrix zeigt, dass die jeweils gleichen Fingerabdrücke aus der ersten und der zweiten Messung einer Probe auf der Diagonalen erkannt wurden.

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