袁江平博士團隊頂級期刊：利用材料響應特性，3D打印防偽新突破

2024年9月29日，南極熊獲悉，由袁江平博士領銜的智能設計與3D打印課題組聯(lián)合香港城市大學呂堅院士（教授）、華南理工大學陳廣學教授及英國利茲大學肖開達研究員在國際頂級期刊Materials Science & Engineering R（中國科學院一區(qū)，IF=31.6）發(fā)表題為“Materials vs digits: A review of embedded anti-counterfeiting fingerprints in three-dimensional printing”的綜述研究文章，袁江平博士為該論文第一作者及第一通訊作者，呂堅院士為共同通訊作者。截至目前，這是該國際權威期刊首次發(fā)表3D打印防偽研究成果。

圖1. 論文信息頁截圖

隨著功能性打印材料開發(fā)不斷取得突破，促進了3D打印深度產(chǎn)業(yè)化，與此同時，防止3D打印產(chǎn)品被篡改、偽造和破壞等核心挑戰(zhàn)攻克也日益迫切。平面印刷品的防偽技術由來已久，但其方法并不普適于3D打印產(chǎn)品，因為3D打印產(chǎn)品的防偽特征嵌入方式有本質(zhì)區(qū)別。該研究論文系統(tǒng)性梳理了平面印刷品及3D打印產(chǎn)品的防偽技術及應用，提出了基于材料響應特性和三維數(shù)字信息的兩種3D打印嵌入策略，并全面剖析了不同成型原理下3D打印內(nèi)嵌式防偽方法的優(yōu)缺點。

圖2. 材料與數(shù)字化的嵌入式防偽機理演示

研究表明：在利用材料響應特性的嵌入式防偽方法中，基于3D打印材料的光學特性、光譜特性和形變特性的創(chuàng)新防偽方法是3D打印材料嵌入式防偽的研究熱點，其主要挑戰(zhàn)在于便攜式高效地無損檢測方法突破；基于3D打印的數(shù)字信息交互技術，例如3D數(shù)字水印、3D識別碼和無源射頻標簽是計算式防偽領域研究的熱點，其主要挑戰(zhàn)在于3D打印制品智造與防偽信息無縫嵌入集成工藝突破。最后，本文詳細闡述了可與功能結(jié)構(gòu)同步打印的嵌入式防偽特征的生成、集成、擴展、檢測與預測一體化控制新思路，為顛覆性3D打印防偽技術創(chuàng)新及普適性3D打印嵌入防偽方法標準化提供了一個獨特的視角。

圖3. 代表性3D打印工藝嵌入式防偽特征多維對比

圖4. 課題組3D打印防偽討論：左（研二姜澳華）、中（袁江平老師）、右（研三周雨萌）

本論文的發(fā)表為我國3D打印產(chǎn)業(yè)防偽關鍵技術突破提供了重要理論支撐，此項工作也得到上海市浦江人才項目、廣東省自然科學基金面上項目及教育部產(chǎn)學合作協(xié)同育人項目的支持。智能設計與3D打印課題組專注于創(chuàng)意智能生成及智造相關研究，已經(jīng)有5名碩士生及10位本科生，歡迎更多頂刊沖刺的跨學科同學研究生報考本團隊。

據(jù)悉，Materials Science and Engineering: R: Reports創(chuàng)辦于1993年，是材料領域的高影響力頂級期刊，年發(fā)文量僅20余篇。期刊最新SCI影響因子31.6，在Materials Science Multidisciplinary領域的438本期刊中排名前2%，位列Q1分區(qū)。

論文信息：
Jiangping Yuan*, Yumeng Zhou, Guangxue Chen, Kaida Xiao, Jian Lu*. Materials vs digits: A review of embedded anti-counterfeiting fingerprints in three-dimensional printing[J], Materials Science and Engineering: R: Reports, 2024,160,P.100836.

論文鏈接：https://doi.org/10.1016/j.mser.2024.100836.