Jsou 3D tištěné nádobí vhodné pro potraviny? Zde je návod, jak je zajistit, aby byly bezpečné pro potraviny

Nízkonákladové 3D tiskárny, jako je Creality Ender-3, zpřístupnily aditivní výrobu běžnému lidu. Jídlo je ale to, co lidi baví víc než výroba plastových předmětů na míru z pohodlí domova.

Je přirozené, že se tyto dvě činnosti protnou ve formě 3D tištěného nádobí. Bohužel obojí jde k sobě stejně jako ocet a bělidlo. Jinými slovy, 3D tištěné nádoby na potraviny jsou dostatečně toxické, aby vás pomalu zabíjely.

Čtěte dále a zjistěte, proč tomu tak je a co můžete udělat, abyste problém vyřešili.

Proč 3D tisk není bezpečný pro potraviny

Plasty už obecně mají špatnou pověst, protože způsobují dlouhodobé nepříznivé účinky na zdraví a pohodu. Na BPA, ftalátech a dalších endokrinních disruptorech spojených s plasty jsou napsány spousty varování.

Ale pojďme to přehlédnout genitální zmenšující se hrůzy plastů obecně a omezit rozsah tohoto úsilí na naléhavější toxikologické aspekty 3D tištěných plastů.

Zde jsou způsoby, jak samotný proces 3D tisku činí plasty nezdravějšími, než jsou jinak obviněn z toho, že počínaje zvláštním způsobem, jakým 3D tiskárny FDM obvykle vyrábějí plasty objektů.

Příbuzný: Průvodce pro začátečníky k 3D tiskárnám Voron pro kutily: Kvalita výroby pro masy

Pórovitost a bakteriální kolonie

Tradiční vstřikované plasty jsou absolutně vzduchotěsné, protože předmět vzniká vytlačením materiálu do formy pod extrémně vysokým tlakem. Povrchová úprava takových plastových předmětů je hladká a bez jakýchkoli pórů nebo štěrbin.

Na druhou stranu 3D tištěné objekty se vyrábějí stohováním stovek a někdy i tisíců plastových vrstev, přičemž vnitřní geometrie samotných dílů je vyhloubena do četného vzduchu kapsy.

Vysoce porézní povaha 3D tištěných dílů z nich dělá silnou živnou půdu pro smrtící bakterie, jako je salmonela a E. coli. Je známo, že tyto patogeny způsobují chronické onemocnění a jsou neuvěřitelně odolné vůči většině germicidních látek.

Proto se vyžaduje, aby náčiní bezpečné pro potraviny mělo hladký, neporézní a snadno čistitelný povrch, což u 3D tištěného nádobí ze své podstaty chybí.

Bezpečnost potravin a migrace částic

Koncept migrace částic je důležitým faktorem bezpečnosti potravin. Několik stovek nanometrů částic může být vyměněno mezi pevnými látkami, které interagují mezi sebou navzájem a s kapalinami na mikroskopické úrovni.

Toto je primární mechanismus, kterým jsou toxické látky přenášeny a vyluhovány na 3D tištěné plasty a následně do potravin konzumovaných prostřednictvím takového nádobí.

Faktory, jako je doba expozice (dlouhodobé skladování), tření (škrabací lžíce), teplota (vaření nádobí) a reaktivita použitých materiálů (kyselé/zásadité potraviny) určují velikost částic migrace. To je důvod, proč určité reaktivní potraviny musí být skladovány ve skleněných nádobách, ale jsou stále v pořádku, když se konzumují mimo kovové nádobí.

Příbuzný: Proč by si nadšenci 3D tisku měli vzít na vědomí nový horký konec E3D Revo

Skladové mosazné trysky jsou toxické

Na obchodním konci 3D tiskárny to začíná být pěkně horké. Vaše 3D modely jsou vykreslovány do fyzických částí roztaveným vláknem vytlačovaným z horkých součástí. Z nich je vlákno v těsném kontaktu s heatbreakem a tryskou.

První jmenovaný je obvykle vyroben z nerezové oceli, takže riziko vyluhování toxických látek do vlákna je minimální. Tryska na zásobní látku je však obvykle vyrobena z mosazi, o které je známo, že vyluhuje stopová množství olova do vlákna.

To je z hlediska zdraví a bezpečnosti rozhodně vyloučeno.

A co zbytek 3D tiskárny?

Mosazná vytlačovací kola, která se nacházejí ve většině běžných 3D tiskáren, fungují tak, že na vlákno vyvíjejí obrovské množství tlaku a tření. Ty mohou kromě mosazné trysky vyluhovat i olovo do 3D tištěných plastů.

Většina 3D tiskáren také zahrnuje trubky potažené PTFE mezi extrudérem a součástmi horkého konce. I když je tento materiál bezpečný pro potraviny, materiály používané ve 3D tiskárnách obsahují přísady pro mazání, které mohou být toxické.

Dalšími cestami pro přenos škodlivých látek do tištěných dílů jsou další součásti, jako je stavební povrch, válečky a maziva používaná v 3D tiskárně. Udělat z vaší 3D tiskárny skutečně potravinářskou kvalitu je nepochybně herkulovské úsilí.

Příbuzný: 3D modely pro každou herní postavu Squid

Většina vláken není bezpečná pro potraviny

Přestože je PLA nabízena jako biologicky odbouratelné vlákno syntetizované z cukrů nalezených v kukuřici nebo cukrové třtině, různé značky zavádějí různé přísady pro zlepšení potiskovatelnosti, trvanlivosti a dalších fyzikálních vlastností tištěných dílů. Tyto přísady samy o sobě mohou být toxické, a proto jsou tištěné díly nebezpečné pro manipulaci s potravinami.

Úřad pro potraviny a léčiva Spojených států (US FDA) vydává schválení bezpečnosti potravin pro renomovaná vlákna. A to je skvělý výchozí bod pro zjištění, které filamenty lze použít pro tiskové náčiní.

Doporučuje se však zkontrolovat schválení pro každé vlákno. Navzdory obavám, které obklopují ABS tištěné díly vyluhování styrenu do potravin, spousta komerčních ABS filamenty jsou označeny FDA, zatímco některá vlákna PLA nikoli díky specifickému barevnému pigmentu použitý.

Jen proto, že určitá značka ABS je certifikována jako bezpečná pro potraviny, nemůžete předpokládat, že zdvořilost se vztahuje na ABS vlákno jiné značky. Různé barevné iterace a směsi aditiv také hrají hlavní roli v certifikaci FDA, takže nezapomeňte zkontrolovat drobný tisk.

Jak 3D tisknout nádobí bezpečné pro potraviny

Nyní, když jsme si důvěrně vědomi nebezpečí používání 3D tištěného náčiní pro potraviny, byli bychom nedbalí odejít, aniž bychom poskytli několik tipů, jak 3D tisknout díly vhodné pro potraviny.

Pro začátek je poskytnutí samostatné 3D tiskárny pro tisk potravinářských výrobků nejspolehlivějším způsobem, jak zajistit soulad s FDA. To je nepohodlný požadavek, protože toxické látky mohou přetrvávat během několika tiskových cyklů.

Zde je několik tipů a triků, jak zlepšit bezpečnost potravin vašich 3D tisků.

Příbuzný: Navrhování a 3D tisk vašich vlastních stolních miniatur pomocí FDM tiskárny

Vyměňte mosazné díly za nerezovou ocel

Když víte, jak mohou mosazné trysky a ozubená kola extruderů potenciálně zavádět olovo do vašich 3D výtisků, jejich nahrazení alternativami z nerezové oceli je nejjednodušší způsob, jak je učinit bezpečnými pro potraviny. Ujistěte se, že používáte díly z nerezové oceli bezpečné pro potraviny, protože varianty nástrojové oceli nejsou stejné. Kromě toho se držte dál od trysek z nerezové oceli s dodatečnými nepřilnavými vrstvami.

Parní vyhlazování pro opravu poréznosti

Vrstvené linie jsou významným faktorem přispívajícím k poréznosti FDM 3D tisků a vytvářejí podmínky příznivé pro růst bakterií. Naštěstí některá vlákna jako ABS, ASA, PETG a HIPS lze chemicky vyhlazovat.

To zahrnuje částečné odtavení vrstevnic procesem vyhlazování párou, kde rozpouštědla, jako je aceton a ethylacetát, se nechají reagovat s povrchem 3D tisku díly. Výsledkem jsou díly s hladkými, utěsněnými povrchy, které se snadno čistí a postrádají povrchovou plochu potřebnou pro umístění bakteriálních kolonií.

U filamentů, které nelze chemicky vyhlazovat, možná budete chtít zmenšit výšku vrstvy, aby byl 3D tisk co nejhladší. Další broušení povrchů by je mělo učinit hladšími. Jen se ujistěte, že brusné zařízení nevnáší toxické látky.

Držte se potravin bezpečných vláken

Zatímco PLA je obecně potravinově bezpečný (pokud výrobce nepoužil toxické přísady nebo barevné pigmenty), 3D tištěné díly nejsou praktické pro dlouhodobou manipulaci s potravinami. Materiál má jednu z nejnižších teplot tepelné deformace (HDT). To znamená, že nepřežije horké nápoje ani ohřáté cykly myčky nádobí.

Chemicky inertní povaha PETG vlákna je ideální pro manipulaci s potravinami, ale stejně jako PLA také postrádá HDT potřebné k přežití horkých jídel a myčky nádobí. PETG však lze chemicky vyhlazovat. Vlákna ABS však poskytují tepelně odolné 3D tištěné díly, které lze také vyhlazovat párou.

Exotická vlákna jako PEI (značka Ultem) byla schválena americkou FDA, ale nelze je tisknout na nekomerčních 3D tiskárnách. Nylonová a polypropylenová vlákna jsou také v souladu s FDA pro bezpečnost potravin.

Stále je dobré zkontrolovat balení vlákna pro schválení FDA.

Příbuzný: Nastavení 3D tiskárny FDM a co dělají

Používejte máčecí nátěry bezpečné pro potraviny

Není snadné přizpůsobit tiskárnu zcela novému materiálu. Ve většině případů základní FDM tiskárny nejsou schopny tisknout materiály, jako je ABS, hned po vybalení. Díky tomu jsou ponorné nátěry a tmely životaschopnou alternativou.

Dodávají se v různých variantách potravinářské kvality, jako jsou polyuretanové pryskyřice, epoxidy a PTFE povlaky. Možnosti jsou prakticky nekonečné, takže se ujistěte, že jste provedli náležitou péči týkající se schválení FDA a kompatibility s různými vlákny.

U těchto roztoků se také vyplatí předem zkontrolovat teplotu a odolnost proti oděru. Nechcete použít nízkoteplotní povlak na hrnek na kávu.

3D tisk bezpečný pro potraviny? Je toho hodně ke zvážení

Koncept 3D tisku bezpečného pro potraviny je v současnosti neprobádanou oblastí. Přestože FDA provádí náležitou péči a vydává schválení pro renomovaná vlákna, stále nemůže kontrolovat neznámé proměnné teploty tisku a nepředvídatelné případy použití.

To, co je certifikováno jako bezpečné pro potraviny, nemusí být po delším používání stejné. Kromě toho je chytřejší snížit teplotu potravin, dobu kontaktu a obecně se vyhnout párování 3D tištěného nádobí s reaktivními potravinami.

Je chytřejší chybovat na straně opatrnosti.

Jak upgradovat 3D tiskárnu Ender-3 a vyřešit bezpečnostní obavy

Váš Ender-3 se možná snaží... zabít tě? Zjistěte, jak to udělat bezpečnější a spolehlivější pomocí těchto šikovných upgradů.

Přečtěte si další

O autorovi