中德联合开展ProCloud3D项目，为安全的分散式增材制造开发云平台

2024年4月7日，南极熊获悉，来自中德项目联盟亚琛工业大学的数字增材生产主席 DAP 开发了一款基于云的安全平台的架构，该平台能够加密和实时传输激光金属粉末床熔融（PBF-LB/M）的生产数据。该项目源自 ProCloud3D 项目，由联邦教育和研究部 (BMBF) 资助，为安全分散、去中心化的增材制造奠定了基础。

△亚琛工业大学数字增材生产 DAP 主席莫里茨·科尔特

云平台是有效实施工业元宇宙、智能服务和数字化等概念的关键功能，它提供了实时处理、存储和安全共享数据所需的基本基础设施，无论位置如何。ProCloud3D 项目背后的联盟现已使增材制造可以安全地访问该基础设施。

△通过开发的云平台流式生产的 ProCloud3D 项目徽标。

安全性：去中心化生产的瓶颈

从最终用户的角度来看，组件的增材制造越来越多地被外包。为了制造这些组件，最终用户必须与服务提供商共享其设计数据。鉴于数字设计模型足以生成物理副本，因此确保此过程的安全至关重要。该解决方案涉及在打印过程中将生产数据直接逐层传输到服务提供商的 PBF 机器，这种方法也称为流式处理。然而，确保这些数据不会被拦截、泄露或操纵，并且只生产所请求数量的组件是至关重要的。此外，必须为生产过程精心编制和准备制造订单的数据。

ProCloud3D平台开发思路

研究人员最初开发了一个切片器，用于根据施工作业信息实时生成机器控制代码。为此，ProCloud3D平台的架构基本上基于开放矢量格式 (OVF)，该格式由 DAP主席和弗劳恩霍夫激光技术研究所 ILT 的研究人员开发。除其他外，该格式支持使用振镜扫描仪灵活控制激光器、管理多个扫描场阵列以及扩展其他机器轴控制。

△使用开发的基于云平台通过安全流制造的 ProCloud3D 项目的另一个徽标变体。

在 OVF 的基础上，开发了一种流协议，可确保高效实时传输 PBF-LB 生产数据和各种 PBF 机器的相关元数据。该协议包括安全数据传输和数据加密。借助 DAP 开发的高性能嵌套器，可以自动生成由多个组件组成的制造作业。

在基于云的用户界面中，功能完全集成且可视化。该解决方案的一部分是沿着所描述的供应和流程链进行数字版权管理。数据流是端到端加密的。在硬件方面，项目开发的机器界面处理来自云端的分层控制命令。流协议定义了谁可以访问数据以及允许制造订购的组件的数量。

安全数据流

利用这一开发的云解决方案，该联盟通过安全数据流成功制造了演示器。下一步涉及准备基于云的平台，以供大众市场在去中心化增材制造中采用。开发的硬件接口将与各设备制造商兼容。此外，还应提供针对制造商特定的 PBF-LB/M 定制的普遍适用的基于云的软件服务。

该解决方案旨在为不同行业的公司提供将制造流程外包到专门设计的安全的基于云的平台的机会，并直接挖掘增材制造的潜力。这种方法消除了对 PBF 机器的高额投资以及以前必需的专业工艺知识的广泛开发的需要。该解决方案是采用增材制造的催化剂，使公司能够高效、安全地数字化和外包其生产。

该项目联合体包括 WIBU-Systems AG、LMI – Laser Melting Innovations GmbH & Co. KG、RWTH Aachen Lehrstuhl Digital Additive Production DAP、北京工业大学、铂力特、南京 1001 自动化科技公司有限公司、北京航天智能制造技术开发有限公司

该研发项目由联邦教育和研究部 (BMBF) 根据“Innovationen für die Produktion, Dienstleistung und Arbeit vonmorgen”计划（资助代码 02P18X010）资助，并由卡尔斯鲁厄项目管理机构 (PTKA) 管理。