區(qū)塊鏈技術推動分布式3D打印制造模式

南極熊導讀：理論上，3D打印是分布式制造的完美生產(chǎn)方式。數(shù)字文件可以輕松傳輸，任意跨越國界、無需世界各地運輸貨物。配備適當材料和功能的 3D 打印機可以打印任何設計，而無需模具、切割工具或其他夾具。打印機可以位于任何地方，生產(chǎn)可以隨意本地化。

△3D 打印機制造商和服務提供商 Fabru ，已經(jīng)成為測試區(qū)塊鏈解決方案的節(jié)點

分布式3D打印制造的愿景很美好，但要想實現(xiàn)，會面臨很多障礙。從設計師或 OEM 的角度來看，將 3D 可打印文件分發(fā)給遙遠的制造商或個人用戶會帶來風險——文件可能被篡改的風險；超過授權的數(shù)量而打印出更多；知識產(chǎn)權將被竊取。設計師在很大程度上無法控制設計在售出后可以打印多少次。這意味著他們經(jīng)常被迫以更高的價格出售設計，無論制造商是打算3D打印一個還是數(shù)千個。 南極熊3D打印網(wǎng)曾經(jīng)也嘗試過區(qū)塊鏈3D打印項目。

因此，接收3D打印設計文件的一方可能在購買它們時承擔了財務風險，并且還可能對真實性、來源或完整性產(chǎn)生懷疑。

CoreLedger 創(chuàng)始人兼首席執(zhí)行官 Johannes Schweifer表示，區(qū)塊鏈是一種可能的解決方案，它提供了一種在雙方建立信任的方式。CoreLedger 在列支敦士登和瑞士設有辦事處，為企業(yè)提供低成本的區(qū)塊鏈解決方案�！拔覀冊试S各種規(guī)模的公司在不需要自己的區(qū)塊鏈開發(fā)團隊的情況下使用區(qū)塊鏈，”Schweifer 說。通過結合現(xiàn)成的區(qū)塊鏈基礎設施和針對每個用例的定制，CoreLedger 客戶可以實施該技術來記錄和標記資產(chǎn)、管理數(shù)字工件的使用、使物品可交易、構建智能手機應用程序等等。

CoreLedger 之前與瑞士公司Ambitorio 合作并提供了區(qū)塊鏈基礎架構，支持基于區(qū)塊鏈技術的安全文件交換。2021 年，Ambitorio 參與了 Interreg的一個項目，這是一項歐盟倡議，支持跨境合作項目，以應對歐盟國家之間的共同挑戰(zhàn)。他們與 Interreg 資助計劃的其他成員合作，尋找 3D 打印的新商業(yè)模式，創(chuàng)建了一個用于分發(fā)增材制造文件的解決方案，可實現(xiàn)三個主要目標：


①通過分散文件來保護 3D 可打印文件。加密算法會根據(jù)每個文件的內(nèi)容為每個文件生成一個唯一的散列或指紋。區(qū)塊鏈不存儲文件本身，而是驗證其真實性的哈希值。除非絕對相同，否則不會有兩個文件具有相同的哈希值；更改有關數(shù)據(jù)的任何內(nèi)容都會導致不同的哈希值。雖然這項技術并不是全新的，但合作者對該技術進行了迭代，以便輕松地將 3D 打印文件轉(zhuǎn)換為區(qū)塊鏈上的數(shù)字工件。每個工件的獨特指紋使驗證真實性和唯一性證明變得容易。

②保護對數(shù)據(jù)的訪問。 在這個系統(tǒng)中，3D 打印文件被加密，訪問權限被標記化并與存儲的哈希綁定。當一個3D打印對象被共享時，接收者獲得一個允許訪問的令牌。沒有此令牌資產(chǎn)就無法解密文件，這確保只有經(jīng)過身份驗證的方才能使用 3D 可打印數(shù)據(jù)。

③導入3D打印機中運行。這是該項目中最具挑戰(zhàn)性的部分，Schweifer 說，但也是最有價值的部分之一。開發(fā)的區(qū)塊鏈解決方案可以通過要求每次打印“花費”一個代幣Token來限制可以從給定資產(chǎn)進行的打印數(shù)量。（但是，打印失敗報廢通常是生產(chǎn)中的現(xiàn)實，系統(tǒng)會為未通過質(zhì)量檢查的零件提供例外情況；如果區(qū)塊鏈數(shù)據(jù)可以證明某個零件是壞的，制造商可以多打印來替換。）公司可以基于這些代幣進行生產(chǎn)運行，而不是為擁有特定文件的完全訪問權付費，這使得 3D 打印對于商業(yè)和非商業(yè)用戶來說更加可行和負擔得起。
△區(qū)塊鏈3D打印盒子

為了測試解決方案，CoreLedger 和 Ambitorio 與瑞士公司Fabru GmbH合作，提供生產(chǎn)服務。作為試點站點，F(xiàn)abru 通過 Beelink 區(qū)塊鏈盒子將區(qū)塊鏈系統(tǒng)與 Plastjet 3C-855 熔絲制造 (FFF) 3D 打印機集成鏈接在一起，已成功使用該解決方案將可打印文件發(fā)送到機器并控制這些零件的打印數(shù)量。


使用區(qū)塊鏈進行 3D 打印的好處

實施這樣的系統(tǒng)可能對工業(yè)制造商和消費者都有好處。在工業(yè)方面，受區(qū)塊鏈保護的 3D 打印文件可確保創(chuàng)建者和制造商之間的信任。設計師、品牌或 OEM 知道他們的 IP 將受到保護，對制造商可以放心，它會收到真實、純正的文件進行打印�！斑@變成了信任代幣，而不是出售代幣的人，”Schweifer說。

擁有這樣的系統(tǒng)以及 3D 打印能力有助于加強本地制造；制造商可以選擇在客戶附近進行本地生產(chǎn)，而不是冒險將知識產(chǎn)權發(fā)送到海外，用昂貴的工具制造零件或產(chǎn)品。如果存在值得信賴的、受保護的 3D 打印文件，備件就更容易獲得，因為它們不需要在異地制造、運輸和存儲，而是可以根據(jù)需要在本地生產(chǎn)。本地化制造也帶來了可持續(xù)發(fā)展的好處；按需生產(chǎn)可減少運輸和相關的 CO2排放，而按需生產(chǎn)可避免產(chǎn)生浪費。區(qū)塊鏈支持的更多本地制造也可能有助于保護本地生產(chǎn)工作，擴大就業(yè)。

（順便說一句，對區(qū)塊鏈的可持續(xù)性反對主要與比特幣加密貨幣的挖礦有關，這是一種依賴工作證明共識機制的區(qū)塊鏈技術，需要消耗大量能源。區(qū)塊鏈支持的其他活動使用不同的機制例如權益 證明和權威證明，它們消耗的能量要少得多。）

但在個人用戶方面，該解決方案有可能擴大 3D 打印的民間普及，因為它可以讓家庭和獨立的 3D 打印用戶獲得授權訪問經(jīng)過驗證的設計。盡管文件是有代價的，但它們的可用性可能有助于減輕設計的進入障礙；3D 打印操作員無需成為增材制造設計或設計專家即可成功制造商品和零件。希望打印受版權保護的制造商可以通過這樣的系統(tǒng)合法地購買這些設計。OEM 和消費品牌甚至可能會被激勵向客戶出售可打印文件，用于更換零件、定制和配件，甚至是定制產(chǎn)品線，因為他們知道他們的 IP 將受到區(qū)塊鏈的保護。


區(qū)塊鏈3D打印的未來

△鏈接了區(qū)塊鏈的Ambitorio 3D打印機

自 2019 年啟動以來，Interreg 項目已經(jīng)完成了最初的目標，并通過 Fabru 站點進行測試運營。合作者已經(jīng)開始與其他 3D 打印機制造商就將該解決方案集成到他們的設備中進行對話。

“下一階段是讓一切都可以交易，”Schweifer說。3D 打印和區(qū)塊鏈的結合創(chuàng)造了處理 3D 打印對象的機會，例如可以交換的代幣（可替代或不可替代）。例如，如果制造商購買了 3D 打印 1,000 件的權限但僅生產(chǎn) 900 件的能力，則剩余的 100 件可能會被以物易物或轉(zhuǎn)讓給另一家制造商。除了 3D 打印之外，機器利用率也可以以類似的方式進行代幣化——制造商以交易代幣的形式營銷和銷售可用的機器時間。

目前，還有更多工作要做。南極熊注意到，分布式3D打印這個理念，在新冠之后再國外越來越得到重視，可以部分解決供應鏈危機。