Ali so 3D tiskani pripomočki primerni za hrano? Tukaj je, kako jih narediti varne za hrano

Nizkocenovni 3D-tiskalniki, kot je Creality Ender-3, so naredili aditivno proizvodnjo dostopno navadnemu ljudstvu. Toda hrana je tista, v kateri ljudje uživajo bolj kot izdelovanje plastičnih predmetov po meri iz udobja svojih domov.

Povsem naravno je, da se ti dve dejavnosti križata v obliki 3D natisnjenih pripomočkov. Na žalost gresta skupaj pa tudi kis in belilo. Z drugimi besedami, 3D-natisnjene posode za hrano so dovolj strupene, da vas počasi ubijejo.

Preberite, če želite izvedeti, zakaj je temu tako in kaj lahko storite, da se izognete težavi.

Zakaj 3D tiskanje ni varno za hrano

Plastika na splošno že ima slab sloves, ker povzroča dolgoročne škodljive učinke na zdravje in dobro počutje. Obstaja vrsta opozoril, napisanih na BPA, ftalatih in drugih endokrinih motilcih, povezanih s plastiko.

Ampak poglejmo čez grozote zaradi krčenja genitalij plastike na splošno in omejijo obseg tega prizadevanja na bolj pereče toksikološke vidike 3D tiskane plastike.

Tukaj so načini, na katere sam proces 3D tiskanja naredi plastiko bolj nezdravo, kot je sicer obtoženi, začenši z nenavadnim načinom, kako 3D tiskalniki FDM proizvajajo plastiko predmetov.

Povezano: Vodnik za začetnike za DIY Voron 3D tiskalnike: Kakovost proizvodnje za množice

Poroznost in bakterijske kolonije

Tradicionalna brizgana plastika je popolnoma neprepustna za zrak, saj je predmet ustvarjen tako, da se material v kalup pod izjemno visokim pritiskom. Površinska obdelava takšnih plastičnih predmetov je gladka in brez kakršnih koli por ali razpok.

Po drugi strani pa 3D natisnjene predmete izdelamo z zlaganjem na stotine in včasih celo tisoče plastične plasti, pri čemer je notranja geometrija samih delov izdolbena v številne zrake žepi.

Zaradi zelo porozne narave 3D tiskanih delov so močno gojišče za smrtonosne bakterije, kot sta salmonela in E.coli. Znano je, da ti patogeni povzročajo kronično bolezen in so neverjetno odporni na večino protibakterijskih sredstev.

Zato morajo pripomočki, ki so varni za hrano, imeti gladke, neporozne in enostavne za čiščenje površine, kar sama po sebi primanjkuje pri 3D tiskanih pripomočkih.

Varnost hrane in migracija delcev

Koncept migracije delcev je pomemben dejavnik pri varnosti hrane. Več sto nanometrov delcev se lahko izmenjuje med trdnimi snovmi, ki medsebojno delujejo, in s tekočinami na mikroskopski ravni.

To je primarni mehanizem, s katerim se strupene snovi prenašajo in izpirajo na 3D natisnjeno plastiko in nato v hrano, ki jo zaužijemo s takšnimi pripomočki.

Dejavniki, kot so trajanje izpostavljenosti (dolgotrajno shranjevanje), trenje (žlice za strganje), temperatura (kuhanje pribor) in reaktivnost vpletenih materialov (kisla/alkalna hrana) narekuje velikost delcev migracije. Zato je treba nekatera reaktivna živila shranjevati v steklenih kozarcih, vendar so še vedno v redu, če jih zaužijemo iz kovinskih posod.

Povezano: Zakaj bi morali ljubitelji 3D tiskanja upoštevati novi E3D Revo Hot End

Medeninaste šobe so strupene

Stvari postanejo precej vroče na poslovnem koncu 3D tiskalnika. Vaši 3D modeli so upodobljeni v fizične dele s staljenim filamentom, ki se iztisne iz vročih komponent. Od tega je žarilna nitka v tesnem stiku s toplotnim prelomom in šobo.

Prvi je običajno izdelan iz nerjavečega jekla, zato je tveganje, da strupene snovi izluži v filament, minimalno. Vendar je osnovna šoba običajno izdelana iz medenine, za katero je znano, da izpira sledove svinca v filament.

Z vidika zdravja in varnosti je to vsekakor prepovedano.

Kaj pa preostali del 3D tiskalnika?

Medeninasti ekstrudrski zobniki, ki jih najdemo v najpogostejših 3D tiskalnikih, delujejo tako, da izvajajo velike količine pritiska in trenja na filament. Poleg medeninaste šobe lahko ti tudi izlužijo svinec v 3D tiskano plastiko.

Večina 3D tiskalnikov vključuje tudi cevi, obložene s PTFE, med ekstruderjem in komponentami vročega konca. Čeprav je ta material varen za hrano, tisti, ki se uporabljajo v 3D tiskalnikih, vsebujejo dodatke za mazanje, ki so lahko strupeni.

Druge komponente, kot so gradbena površina, zvitki filamentov in maziva, ki se uporabljajo v 3D-tiskalniku, so dodatni načini za prenos škodljivih snovi v natisnjene dele. Poskrbeti, da bo vaš 3D-tiskalnik resnično primeren za hrano, je nedvomno neverjetno prizadevanje.

Povezano: 3D modeli za vsak lik igre Lignje

Večina filamentov ni varnih za hrano

Čeprav se PLA oglašuje kot biološko razgradljiv filament, sintetiziran iz sladkorjev, ki jih najdemo v koruzi ali sladkornem trsu, različne blagovne znamke uvesti različne dodatke za izboljšanje tiskanja, trajnosti in drugih fizičnih lastnosti natisnjenih delov. Ti dodatki so sami po sebi lahko strupeni, zaradi česar so natisnjeni deli nevarni za rokovanje s hrano.

Ameriška uprava za hrano in zdravila (US FDA) izdaja dovoljenja za varnost hrane za cenjene filamente. In to je odlično izhodišče, da ugotovimo, katere filamente je mogoče uporabiti za tiskarske pripomočke.

Priporočamo pa, da preverite odobritev glede na filament. Kljub pomislekom v zvezi s tiskanimi deli ABS, ki izpirajo stiren v hrano, je veliko komercialnih ABS filamenti prejmejo priznanje FDA, medtem ko nekateri PLA filamenti ne zaradi posebnega barvnega pigmenta uporabljeno.

Samo zato, ker je določena znamka ABS certificirana kot varna za živila, ne morete domnevati, da se vljudnost razširi na ABS filament druge znamke. Različne ponovitve barv in mešanice dodatkov prav tako igrajo pomembno vlogo pri certificiranju FDA, zato preverite drobni tisk.

Kako 3D natisniti pripomočke za varno hrano

Zdaj, ko se dobro zavedamo nevarnosti uporabe 3D tiskanih pripomočkov za hrano, bi bilo zgrešeno, če ne bi dali nekaj nasvetov, kako 3D tiskati dele za živila.

Za začetek je zagotovitev ločenega 3D-tiskalnika za natise za živila najbolj varen način za zagotavljanje skladnosti s FDA. To je neprijetna zahteva, ker se strupene snovi lahko zadržijo v več ciklih tiskanja.

Tukaj je nekaj nasvetov in trikov za izboljšanje varnosti hrane vaših 3D-odtisov.

Povezano: Oblikovanje in 3D tiskanje lastnih miniatur namiznih plošč s FDM tiskalnikom

Zamenjajte medeninaste dele z nerjavnim jeklom

Če veste, kako lahko medeninaste šobe in zobniki ekstruderja potencialno vnesejo svinec v vaše 3D-tiske, je najlažji način, da jih naredite varne za hrano, zamenjati z nadomestnimi možnostmi iz nerjavnega jekla. Prepričajte se, da uporabljate dele iz nerjavnega jekla, ki so varni za hrano, ker različice orodnega jekla niso enake. Poleg tega se izogibajte šobam iz nerjavnega jekla z dodatnimi premazi proti sprijemanju.

Vapor Smoothing za popravljanje poroznosti

Slojne linije so pomemben dejavnik, ki prispeva k poroznosti 3D-tiskov FDM in ustvarjajo pogoje za rast bakterij. Na srečo je mogoče nekatere filamente, kot so ABS, ASA, PETG in HIPS, kemično zgladiti.

To vključuje delno taljenje linij plasti s postopkom parnega glajenja, kjer topili, kot sta aceton in etil acetat, lahko reagirata s površino 3D natisnjenega deli. Rezultat daje dele z gladkimi, zatesnjenimi površinami, ki jih je enostavno očistiti in nimajo površine, potrebne za gostovanje bakterijskih kolonij.

Za filamente, ki jih ni mogoče kemično zgladiti, boste morda želeli zmanjšati višino plasti, da bo 3D-tiskanje čim bolj gladko. Nadaljnje brušenje površin naj bi jih naredilo bolj gladke. Prepričajte se, da oprema za brušenje ne vsebuje strupenih snovi.

Držite se filamentov, ki so varni za hrano

Medtem ko je PLA na splošno varen za hrano (dokler proizvajalec ni uporabil strupenih dodatkov ali barvnih pigmentov), ​​3D natisnjeni deli niso praktični za dolgotrajno ravnanje s hrano. Material ima eno najnižjih temperatur odklona toplote (HDT). To pomeni, da ne bo preživel vročih napitkov ali ogrevanega pomivalnega stroja.

Kemično inertna narava filamenta PETG je idealna za rokovanje s hrano, vendar tako kot PLA tudi nima HDT, ki je potreben za preživetje vroče hrane in pomivalnega stroja. Vendar pa je PETG mogoče kemično zgladiti. ABS filamenti pa dajejo toplotno odporne 3D tiskane dele, ki jih je mogoče tudi zgladiti s paro.

Eksotične filamente, kot je PEI (blagovna znamka Ultem), je odobrila ameriška agencija za hrano in zdravila, vendar jih ni mogoče natisniti na nekomercialnih 3D tiskalnikih. Medtem so najlonski in polipropilenski filamenti tudi skladni s FDA za varnost hrane.

Še vedno je dobro, da preverite embalažo filamenta za odobritev FDA.

Povezano: Nastavitve 3D tiskalnika FDM in kaj počnejo

Uporabite premaze, ki so varni za hrano

Svojega tiskalnika ni lahko prilagoditi povsem novemu materialu. V večini primerov začetni tiskalniki FDM niti niso sposobni tiskati materialov, kot je ABS, iz škatle. Zaradi tega so premazi in tesnilne mase izvedljiva alternativa.

Na voljo so v različnih možnostih za živila, kot so poliuretanske smole, epoksi in PTFE premazi. Možnosti so tako rekoč neskončne, zato poskrbite, da boste skrbno preučili odobritve FDA in združljivost z različnimi filamenti.

Prav tako se splača predhodno preveriti temperaturo in odpornost na obrabo teh raztopin. Ne želite uporabiti nizkotemperaturnega premaza za skodelico za kavo.

3D tiskanje, varno za hrano? Veliko je za razmisliti

Koncept 3D-tiskanja, varnega s hrano, je trenutno neznano ozemlje. Čeprav FDA izvaja potrebno skrbnost in izdaja odobritve za cenjene filamente, še vedno ne more nadzorovati neznanih spremenljivk temperature tiskanja in nepredvidljivih primerov uporabe.

Kar je potrjeno za varno za hrano, po daljši uporabi morda ne bo enako. Poleg tega je pametneje zmanjšati temperaturo hrane, čas stika in se na splošno izogibati združevanju 3D tiskanih pripomočkov z reaktivnimi živili.

Bolj pametno je narediti napako na strani previdnosti.

Kako nadgraditi svoj 3D tiskalnik Ender-3 in odpraviti varnostne pomisleke

Vaš Ender-3 morda poskuša... te ubiti? Ugotovite, kako ga narediti varnejšega in zanesljivejšega s temi izvrstnimi nadgradnjami.

Preberite Naprej

O avtorju