Пищевые принадлежности, напечатанные на 3D-принтере? Вот как сделать пищу безопасной

Недорогие 3D-принтеры, такие как Creality Ender-3, сделали аддитивное производство доступным для простых людей. Но еда - это единственное, что людям нравится больше, чем изготовление пластиковых предметов на заказ, не выходя из дома.

Вполне естественно, что эти два занятия пересекаются в виде посуды, напечатанной на 3D-принтере. К сожалению, они сочетаются также с уксусом и отбеливателем. Другими словами, пищевые контейнеры, напечатанные на 3D-принтере, достаточно токсичны, чтобы медленно вас убить.

Прочтите, чтобы узнать, почему это так и что вы можете сделать, чтобы обойти проблему.

Почему 3D-печать небезопасна для пищевых продуктов

Пластмассы, как правило, уже имеют плохую репутацию из-за того, что они оказывают долгосрочное неблагоприятное воздействие на здоровье и благополучие. Существует множество предупреждений о BPA, фталатах и ​​других эндокринных разрушителях, связанных с пластиком.

Но давайте замалчиваем генитальные сморщенные ужасы пластмасс в целом и ограничивают объем этих усилий более важными токсикологическими аспектами пластмасс, напечатанных на 3D-принтере.

Вот как сам процесс 3D-печати делает пластик более вредным для здоровья, чем он есть на самом деле в противном случае обвиняют в том, что 3D-принтеры FDM производят пластик. объекты.

Связанный: Руководство для новичков по 3D-принтерам DIY Voron: качество продукции для широких масс

Пористость и бактериальные колонии

Традиционные пластмассы, полученные литьем под давлением, абсолютно воздухонепроницаемы, потому что объект создается путем помещения материала в форму под чрезвычайно высоким давлением. Поверхность таких пластиковых предметов гладкая, без пор и щелей.

С другой стороны, объекты, напечатанные на 3D-принтере, производятся путем укладки сотен, а иногда и тысяч. пластиковых слоев, причем внутренняя геометрия самих деталей выдолблена в многочисленные воздушные карманы.

Высокопористая природа деталей, напечатанных на 3D-принтере, делает их мощной средой для размножения смертельных бактерий, таких как сальмонелла и кишечная палочка. Известно, что эти патогены вызывают хронические заболевания и невероятно устойчивы к большинству бактерицидных агентов.

Следовательно, посуда, пригодная для пищевых продуктов, должна иметь гладкую, непористую и легко очищаемую поверхность, чего по своей природе не хватает посуде, напечатанной на 3D-принтере.

Безопасность пищевых продуктов и миграция частиц

Концепция миграции частиц является важным фактором безопасности пищевых продуктов. Между твердыми телами, взаимодействующими друг с другом, и с жидкостями на микроскопическом уровне можно обмениваться несколькими сотнями нанометров частиц.

Это основной механизм, с помощью которого токсичные вещества переносятся и выщелачиваются на пластик, напечатанный на 3D-принтере, а затем в пищу, потребляемую с помощью такой посуды.

Такие факторы, как продолжительность выдержки (длительное хранение), трение (скребковые ложки), температура (приготовление посуда) и реакционная способность материалов (кислая / щелочная пища) определяет величину частиц миграция. Вот почему некоторые реактивные продукты необходимо хранить в стеклянных банках, но их можно употреблять с металлической посудой.

Связанный: Почему энтузиастам 3D-печати стоит обратить внимание на новый хот-энд E3D Revo

Стандартные латунные сопла токсичны

В бизнес-сегменте 3D-принтеров все становится очень жарко. Ваши 3D-модели преобразуются в физические части расплавленной нитью, вытесненной из компонентов горячего конца. Из них нить находится в тесном контакте с термозащитой и соплом.

Первые обычно изготавливаются из нержавеющей стали, поэтому риск попадания токсичных веществ в нить минимален. Однако стандартное сопло обычно изготавливается из латуни, которая, как известно, выщелачивает следовые количества свинца в нить.

Это определенно недопустимо с точки зрения здоровья и безопасности.

А как насчет остальной части 3D-принтера?

Шестерни экструдера из латуни, которые есть в большинстве обычных 3D-принтеров, работают, оказывая огромное давление и трение на нить. Помимо латунного сопла, они также могут выщелачивать свинец в пластик, напечатанный на 3D-принтере.

В большинстве 3D-принтеров между экструдером и компонентами горячего конца также используются трубки с покрытием из ПТФЭ. Хотя этот материал безопасен для пищевых продуктов, те, которые используются в 3D-принтерах, содержат присадки для смазки, которые могут быть токсичными.

Другие компоненты, такие как строительная поверхность, валики с нитью и смазочные материалы, используемые в 3D-принтере, являются дополнительными путями для переноса вредных веществ в печатные детали. Сделать ваш 3D-принтер по-настоящему пищевым - это, несомненно, титаническая задача.

Связанный: 3D-модели для каждого игрового персонажа с кальмарами

Большинство волокон небезопасны для еды

Хотя PLA рекламируется как биоразлагаемое волокно, синтезируемое из сахаров, содержащихся в кукурузе или сахарном тростнике, разные бренды вводить различные добавки для улучшения печатных характеристик, долговечности и других физических характеристик печатаемых деталей. Эти добавки сами по себе могут быть токсичными, что делает печатные детали небезопасными для обработки пищевых продуктов.

Управление по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов США (US FDA) выдает разрешения на безопасность пищевых продуктов для известных нитей. И это отличная отправная точка для определения того, какие волокна можно использовать для печати на посуде.

Однако рекомендуется проверять аттестацию для каждой нити накала. Несмотря на опасения, связанные с выщелачиванием стирола в пищевых продуктах из печатных деталей из АБС-пластика, большое количество коммерческого АБС филаменты получают одобрение FDA, тогда как некоторые филаменты PLA не получают из-за определенного цветового пигмента. использовал.

Просто потому, что конкретная марка ABS сертифицирована как безопасная для пищевых продуктов, вы не можете предполагать, что эта услуга распространяется на нить ABS другой марки. Различные варианты цвета и смеси добавок также играют важную роль в сертификации FDA, поэтому обязательно проверьте мелкий шрифт.

Как напечатать на 3D-принтере кухонную утварь

Теперь, когда мы хорошо осведомлены об опасностях использования 3D-печатной посуды для еды, было бы упущением уйти, не дав несколько советов о том, как 3D-печатать пищевые детали.

Во-первых, подготовка отдельного 3D-принтера для печати пищевых продуктов - самый надежный способ обеспечить соответствие требованиям FDA. Это неудобное требование, поскольку токсичные вещества могут задерживаться в течение нескольких циклов печати.

Вот несколько советов и приемов, которые помогут повысить безопасность ваших 3D-отпечатков для пищевых продуктов.

Связанный: Разработка и 3D-печать ваших собственных настольных миниатюр с помощью FDM-принтера

Замените латунные детали на нержавеющую сталь

Зная, как латунные сопла и шестерни экструдера могут потенциально привести к попаданию свинца в ваши 3D-отпечатки, замена их альтернативами из нержавеющей стали - самый простой способ сделать их безопасными для пищевых продуктов. Просто убедитесь, что используете безопасные для пищевых продуктов детали из нержавеющей стали, потому что варианты из инструментальной стали не совпадают. Кроме того, держитесь подальше от форсунок из нержавеющей стали с дополнительными антипригарными покрытиями.

Сглаживание паром для устранения пористости

Линии слоев являются важным фактором пористости 3D-отпечатков FDM и создают условия, способствующие росту бактерий. К счастью, некоторые волокна, такие как ABS, ASA, PETG и HIPS, можно химически сгладить.

Это включает частичное плавление линий слоев в процессе сглаживания паром, где растворители, такие как ацетон и этилацетат, могут вступать в реакцию с поверхностью напечатанного на 3D-принтере. части. В результате получаются детали с гладкими, герметичными поверхностями, которые легко чистятся и не имеют площади, необходимой для размещения колоний бактерий.

Для нитей, которые нельзя химически сгладить, вы можете уменьшить высоту слоя, чтобы сделать 3D-печать как можно более гладкой. Дальнейшее шлифование поверхностей должно сделать их более гладкими. Просто убедитесь, что шлифовальное оборудование не содержит токсичных веществ.

Придерживайтесь пищевых волокон

Хотя PLA, как правило, безопасен для пищевых продуктов (до тех пор, пока производитель не использовал токсичные добавки или цветные пигменты), детали, напечатанные на 3D-принтере, не подходят для длительного обращения с пищевыми продуктами. Материал имеет одну из самых низких температур теплового отклонения (HDT). Это означает, что он не выдержит циклы горячих напитков или посудомоечной машины с подогревом.

Химически инертная природа нити PETG делает ее идеальной для обработки пищевых продуктов, но, как и PLA, ей также не хватает HDT, необходимого для выдерживания горячих продуктов и посудомоечной машины. Однако ПЭТГ можно сглаживать химически. Однако из волокон АБС получаются термостойкие детали, напечатанные на 3D-принтере, которые также можно сглаживать паром.

Экзотические нити, такие как PEI (бренд Ultem), одобрены FDA США, но их нельзя напечатать на некоммерческих 3D-принтерах. Между тем, нейлоновые и полипропиленовые нити также соответствуют требованиям безопасности пищевых продуктов FDA.

По-прежнему рекомендуется проверить упаковку филамента на предмет одобрения FDA.

Связанный: Настройки 3D-принтера FDM и их назначение

Используйте покрытия, безопасные для пищевых продуктов

Нелегко адаптировать ваш принтер к совершенно новому материалу. В большинстве случаев принтеры FDM начального уровня даже не могут печатать на таких материалах, как ABS, из коробки. Это делает окунание и герметики жизнеспособной альтернативой.

Они бывают различных вариантов пищевого качества, таких как полиуретановые смолы, эпоксидные смолы и покрытия из ПТФЭ. Вариантов практически безграничны, поэтому убедитесь, что вы тщательно изучили разрешения FDA и совместимость с различными нитями.

Также стоит заранее проверить температуру и стойкость к истиранию этих растворов. Не стоит использовать низкотемпературное покрытие для кофейной кружки.

Безопасная для пищевых продуктов 3D-печать? Есть о чем подумать

Концепция безопасной для пищевых продуктов 3D-печати в настоящее время остается неизведанной территорией. Хотя FDA проводит комплексную проверку и выдает разрешения на известные волокна, оно по-прежнему не может контролировать неизвестные переменные температуры печати и непредсказуемые варианты использования.

То, что сертифицировано как безопасное для пищевых продуктов, может измениться после длительного использования. Кроме того, разумнее снизить температуру пищи, время контакта и, как правило, избегать сочетания 3D-печатной посуды с реактивными продуктами питания.

Умнее проявить осторожность.

Как обновить 3D-принтер Ender-3 и устранить проблемы с безопасностью

Ваш Ender-3 может пытаться... убить тебя? Узнайте, как сделать его безопаснее и надежнее с помощью этих отличных обновлений.

Читать далее

Об авторе