Ustensilele imprimate 3D sunt de calitate alimentară? Iată cum să le faceți sigure pentru alimente

Imprimantele 3D cu costuri reduse, cum ar fi Creality Ender-3, au făcut ca fabricarea aditivă să fie accesibilă oamenilor obișnuiți. Dar mâncarea este singurul lucru pe care oamenii îl bucură mai mult decât să facă obiecte din plastic la comandă din confortul casei lor.

Este firesc ca aceste două activități să se intersecteze sub formă de ustensile imprimate 3D. Din păcate, cele două merg împreună la fel ca oțetul și înălbitorul. Cu alte cuvinte, recipientele pentru alimente imprimate 3D sunt suficient de toxice încât să te omoare încet.

Citiți mai departe pentru a afla de ce este cazul și ce puteți face pentru a ocoli problema.

De ce imprimarea 3D nu este sigură pentru alimente

Materialele plastice, în general, au deja o reputație proastă pentru că provoacă efecte adverse pe termen lung asupra sănătății și bunăstării. Există o mulțime de avertismente scrise pe BPA, ftalați și alți perturbatori endocrini legați de plastic.

Dar să trecem peste orori de micșorare genitală a materialelor plastice în general și a restrânge sfera acestui efort la aspectele toxicologice mai presante ale materialelor plastice imprimate 3D.

Iată modalitățile prin care însuși procesul de imprimare 3D face plasticele mai nesănătoase decât sunt altfel acuzat că este, începând cu felul în care imprimantele 3D FDM tind să producă plastic obiecte.

Legate de: Un ghid pentru începători pentru imprimantele 3D Voron DIY: calitatea producției pentru mase

Porozitate și colonii bacteriene

Plasticele tradiționale turnate prin injecție sunt absolut etanșe, deoarece obiectul este creat prin forțarea materialului într-o matriță sub presiune extrem de ridicată. Finisajul suprafeței unor astfel de obiecte din plastic este netedă și lipsită de pori sau crăpături.

Pe de altă parte, obiectele imprimate 3D sunt fabricate prin stivuirea a sute și uneori chiar mii de straturi de plastic, geometria internă a pieselor în sine fiind scobită în numeroase aer buzunare.

Natura extrem de poroasă a pieselor imprimate 3D le face un teren de reproducere puternic pentru bacterii mortale, cum ar fi salmonella și E.coli. Acești agenți patogeni sunt cunoscuți că cauzează boli cronice și sunt incredibil de rezistenți la majoritatea agenților germicizi.

Prin urmare, ustensilele sigure pentru alimente sunt necesare pentru a avea suprafețe netede, neporoase și ușor de curățat, ceea ce lipsește în mod inerent ustensilele imprimate 3D.

Siguranța alimentelor și migrarea particulelor

Conceptul de migrare a particulelor este un factor important în siguranța alimentelor. Câteva sute de nanometri de particule pot fi schimbate între solidele care interacționează între ele și cu lichide la nivel microscopic.

Acesta este mecanismul principal prin care substanțele toxice sunt transferate și leșiate pe materiale plastice imprimate 3D și, ulterior, în alimentele consumate prin astfel de ustensile.

Factori precum durata expunerii (depozitare pe termen lung), frecare (linguri de răzuit), temperatura (gătit). ustensile), și reactivitatea materialelor (alimente acide/alcaline) implicate dictează mărimea particulei migrație. De aceea, anumite alimente reactive trebuie păstrate în borcane de sticlă, dar sunt încă bune atunci când sunt consumate de pe ustensile metalice.

Legate de: De ce pasionații de imprimare 3D ar trebui să ia notă de noul E3D Revo Hot End

Duzele din alamă sunt toxice

Lucrurile devin destul de fierbinți la capătul afacerii unei imprimante 3D. Modelele dvs. 3D sunt redate în părți fizice de filamentul topit forțat să iasă din componentele hot end. Dintre acestea, filamentul este în contact strâns cu radiatorul și duza.

Primul este de obicei fabricat din oțel inoxidabil, astfel încât riscul ca acesta să scurgă substanțe toxice în filament este minim. Cu toate acestea, duza de stocare este de obicei realizată din alamă, despre care se știe că elimină urme de plumb în filament.

Este cu siguranță o interdicție din perspectiva sănătății și siguranței.

Dar restul imprimantei 3D?

Angrenajele extruderului din alamă găsite în cele mai comune imprimante 3D funcționează prin exercitarea unor cantități masive de presiune și frecare asupra filamentului. Pe lângă duza din alamă, acestea pot, de asemenea, să scurgă plumb în materialele plastice imprimate 3D.

Majoritatea imprimantelor 3D implică și tuburi căptușite cu PTFE între extruder și componentele hot end. În timp ce acel material este sigur pentru alimente, cele utilizate în imprimantele 3D conțin aditivi pentru lubrifiere, care pot fi toxici.

Alte componente, cum ar fi suprafața de construcție, rolele de filament și lubrifianții utilizați în imprimanta 3D sunt căi suplimentare pentru ca substanțele nocive să fie transferate în părțile imprimate. A face imprimanta dvs. 3D cu adevărat de calitate alimentară este, fără îndoială, un efort herculean.

Legate de: Modele 3D pentru fiecare personaj de joc Squid

Majoritatea filamentelor nu sunt sigure pentru alimente

Deși PLA este prezentat ca un filament biodegradabil sintetizat din zaharuri găsite în porumb sau trestie de zahăr, diferite mărci introduceți diverși aditivi pentru a îmbunătăți imprimabilitatea, durabilitatea și alte caracteristici fizice ale pieselor imprimate. Acești aditivi în sine pot fi toxici, făcând astfel piesele imprimate nesigure pentru manipularea alimentelor.

Administrația Statelor Unite pentru Alimente și Medicamente (US FDA) emite aprobări de siguranță alimentară pentru filamente de renume. Și acesta este un punct de plecare excelent pentru a ne da seama ce filamente pot fi folosite pentru ustensile de imprimat.

Cu toate acestea, se recomandă să verificați aprobarea pe bază de filament. În ciuda preocupărilor legate de piesele imprimate cu ABS care lesează stirenul în alimente, o mulțime de ABS comercial filamentele primesc acordul FDA, în timp ce unele filamente PLA nu primesc din cauza pigmentului de culoare specific folosit.

Doar pentru că o anumită marcă de ABS este certificată ca fiind sigură pentru alimente, nu puteți presupune că politețea se extinde la filamentul ABS de la o altă marcă. Diferite iterații de culoare și amestecuri de aditivi joacă, de asemenea, un rol important în certificarea FDA, așa că asigurați-vă că verificați imprimarea mică.

Cum să imprimați 3D ustensile pentru alimente sigure

Acum că suntem foarte conștienți de pericolele utilizării ustensilelor imprimate 3D pentru alimente, am fi neglijent să plecăm fără a oferi câteva sfaturi despre cum să imprimăm 3D piesele de calitate alimentară.

Pentru început, furnizarea unei imprimante 3D separate pentru printuri de calitate alimentară este cea mai sigură modalitate de a asigura conformitatea cu FDA. Aceasta este o cerință incomodă, deoarece substanțele toxice pot persista pe parcursul mai multor cicluri de imprimare.

Iată câteva sfaturi și trucuri pentru a îmbunătăți siguranța alimentară a imprimărilor dvs. 3D.

Legate de: Proiectarea și imprimarea 3D a propriilor miniaturi de masă cu o imprimantă FDM

Înlocuiți piesele din alamă cu oțel inoxidabil

Știind cum duzele din alamă și angrenajele extruderului pot introduce plumb în imprimările dvs. 3D, înlocuirea acestora cu alternative din oțel inoxidabil este cea mai simplă modalitate de a le face sigure pentru alimente. Asigurați-vă că utilizați piese din oțel inoxidabil, sigure pentru alimente, deoarece variantele de oțel pentru scule nu sunt aceleași. Mai mult, stai departe de duzele din oțel inoxidabil cu acoperiri suplimentare antiaderente.

Netezirea vaporilor pentru a repara porozitatea

Liniile de straturi sunt un factor care contribuie semnificativ la porozitatea imprimărilor 3D FDM și creează condiții favorabile creșterii bacteriene. Din fericire, unele filamente precum ABS, ASA, PETG și HIPS pot fi netezite chimic.

Aceasta implică topirea parțială a liniilor de strat prin procesul de netezire a vaporilor, unde solvenții precum acetona și acetatul de etil pot reacționa cu suprafața imprimării 3D. părți. Rezultatul produce piese cu suprafețe netede, sigilate, care sunt ușor de curățat și nu au suprafața necesară pentru a găzdui colonii bacteriene.

Pentru filamentele care nu pot fi netezite chimic, poate doriți să reduceți înălțimea stratului pentru a face imprimarea 3D cât mai netedă posibil. Slefuirea în continuare a suprafețelor ar trebui să le facă mai netede. Asigurați-vă doar că echipamentul de șlefuit nu introduce substanțe toxice.

Lipiți-vă de filamente sigure pentru alimente

În timp ce PLA este în general sigur pentru alimente (atâta timp cât producătorul nu a folosit aditivi toxici sau pigmenți de culoare), piesele imprimate 3D nu sunt practice pentru manipularea pe termen lung a alimentelor. Materialul are una dintre cele mai scăzute temperaturi de deformare a căldurii (HDT). Asta înseamnă că nu va supraviețui băuturilor fierbinți sau ciclurilor de spălat vase încălzite.

Natura inertă din punct de vedere chimic a filamentului PETG îl face ideal pentru manipularea alimentelor, dar, la fel ca PLA, îi lipsește și HDT-ul necesar pentru a supraviețui alimentelor fierbinți și mașinii de spălat vase. Cu toate acestea, PETG poate fi netezit chimic. Cu toate acestea, filamentele ABS oferă piese imprimate 3D rezistente la căldură, care pot fi, de asemenea, netezite cu vapori.

Filamentele exotice precum PEI (marca Ultem) au fost aprobate de FDA din SUA, dar acestea nu pot fi imprimate pe imprimante 3D necomerciale. Între timp, filamentele de nailon și polipropilenă sunt, de asemenea, conforme cu siguranța alimentară FDA.

Este totuși o idee bună să verificați ambalajul filamentului pentru aprobarea FDA.

Legate de: Setările imprimantei 3D FDM și ce fac acestea

Folosiți acoperiri de scufundare sigure pentru alimente

Nu este ușor să-ți adaptezi imprimanta la un material complet nou. În cele mai multe cazuri, imprimantele FDM entry-level nici măcar nu sunt capabile să imprime materiale precum ABS din cutie. Acest lucru face ca acoperirile și etanșanții să fie o alternativă viabilă.

Acestea vin în diferite opțiuni de calitate alimentară, cum ar fi rășini poliuretanice, materiale epoxidice și acoperiri PTFE. Opțiunile sunt practic nesfârșite, așa că asigurați-vă că faceți diligența cu privire la aprobările FDA și compatibilitatea cu diferite filamente.

De asemenea, merită să verificați în prealabil temperatura și rezistența la abraziune a acestor soluții. Nu doriți să utilizați un strat de acoperire la temperatură scăzută pentru o cană de cafea.

Imprimare 3D sigură pentru alimente? Sunt multe de luat în considerare

Conceptul de imprimare 3D sigură pentru alimente este un teritoriu neexplorat în acest moment. Deși FDA a efectuat verificări și a emis aprobări pentru filamente de renume, încă nu poate controla variabilele necunoscute ale temperaturii de imprimare și cazurile de utilizare imprevizibile.

Ceea ce este certificat ca fiind sigur pentru alimente ar putea să nu fie același după o utilizare prelungită. În plus, este mai inteligent să reduceți temperatura alimentelor, timpul de contact și, în general, să evitați asocierea ustensilelor imprimate 3D cu alimente reactive.

Este mai inteligent să greșești din partea prudenței.

Cum să vă actualizați imprimanta 3D Ender-3 și să remediați problemele legate de siguranță

Ender-3 al tău ar putea încerca să... sa te omoare? Aflați cum să îl faceți mai sigur și mai fiabil cu aceste upgrade-uri ingenioase.

Citiți în continuare

Despre autor