Ovatko 3D-tulostetut astiat elintarvikelaatuisia? Näin voit tehdä niistä elintarviketurvallisia

Halvat 3D-tulostimet, kuten Creality Ender-3, ovat tehneet lisäainevalmistuksen tavallisten ihmisten ulottuville. Mutta ruoka on yksi asia, josta ihmiset nauttivat enemmän kuin räätälöityjen muoviesineiden valmistaminen mukavasti kotonaan.

On täysin luonnollista, että nämä kaksi harrastusta risteävät 3D-tulostettujen ruokailuvälineiden muodossa. Valitettavasti nämä kaksi sopivat yhteen samoin kuin etikka ja valkaisuaine. Toisin sanoen 3D-tulostetut ruoka-astiat ovat tarpeeksi myrkyllisiä tappamaan sinut hitaasti.

Lue lisää saadaksesi selville, miksi näin on ja mitä voit tehdä ongelman kiertämiseksi.

Miksi 3D-tulostus ei ole elintarviketurvallista?

Muoveilla on yleensä jo huono maine, koska ne aiheuttavat pitkäaikaisia ​​haittavaikutuksia terveydelle ja hyvinvoinnille. BPA-yhdisteistä, ftalaateista ja muista muoviin liittyvistä hormonitoimintaa häiritsevistä aineista on kirjoitettu runsaasti varoituksia.

Mutta hiotaanpa asiaa sukuelinten kutistuvia kauhuja muovista yleensä ja rajoittaa tämän pyrkimyksen koskemaan 3D-painettujen muovien kiireellisempiä toksikologisia näkökohtia.

Tässä on tapoja, joilla 3D-tulostusprosessi tekee muovista epäterveempiä kuin ne ovat Muutoin syytetään siitä, alkaen omituisesta tavasta, jolla FDM 3D-tulostimet valmistavat muovia esineitä.

Aiheeseen liittyvä: Aloittelijan opas tee-se-itse Voron 3D-tulostimiin: Tuotantolaatu massoille

Huokoisuus ja bakteeripesäkkeet

Perinteiset ruiskupuristetut muovit ovat ehdottoman ilmatiiviitä, koska esine syntyy pakottamalla materiaali muottiin erittäin korkeassa paineessa. Tällaisten muoviesineiden pintakäsittely on sileä, eikä siinä ole huokosia tai rakoja.

Toisaalta 3D-tulostettuja esineitä valmistetaan pinoamalla satoja ja joskus jopa tuhansia muovikerroksista, jolloin osien sisäinen geometria on koverrettu useisiin ilmaan taskut.

3D-tulostettujen osien erittäin huokoinen luonne tekee niistä tehokkaan kasvualustan tappaville bakteereille, kuten salmonellalle ja E. colille. Näiden patogeenien tiedetään aiheuttavan kroonista sairautta, ja ne ovat uskomattoman kestäviä useimmille bakteereja tappaville aineille.

Siksi elintarvikkeille turvallisten astioiden on oltava sileät, huokoiset ja helposti puhdistettavat pinnat, mitä 3D-tulostetuista astioista luonnostaan ​​puuttuu.

Elintarviketurvallisuus ja hiukkasten kulkeutuminen

Hiukkasten migraatio on tärkeä tekijä elintarviketurvallisuuden kannalta. Useita satoja nanometrejä hiukkasia voidaan vaihtaa keskenään vuorovaikutuksessa olevien kiinteiden aineiden ja nesteiden välillä mikroskooppisella tasolla.

Tämä on ensisijainen mekanismi, jolla myrkylliset aineet siirtyvät ja huuhtoutuvat 3D-tulostettuun muoviin ja sen jälkeen tällaisten astioiden kautta kulutettuun ruokaan.

Tekijät, kuten altistuksen kesto (pitkäaikainen varastointi), kitka (kaapivat lusikat), lämpötila (keittäminen) astiat) ja mukana olevien materiaalien (hapan/emäksinen ruoka) reaktiivisuus sanelee hiukkasten suuruuden muuttoliike. Tästä syystä tietyt reaktiiviset elintarvikkeet on säilytettävä lasipurkeissa, mutta ne ovat silti hyviä, kun ne kulutetaan pois metallivälineistä.

Aiheeseen liittyvä: Miksi 3D-tulostuksen harrastajien tulisi huomioida uusi E3D Revo Hot End?

Messinkisuuttimet ovat myrkyllisiä

Asiat käyvät melko kuumaksi 3D-tulostimen liikepäässä. 3D-mallisi muunnetaan fyysisiksi osiksi sulalla filamentilla, joka pakotetaan ulos kuumapään komponenteista. Näistä filamentti on läheisessä kosketuksessa lämpösuojan ja suuttimen kanssa.

Edellinen on yleensä valmistettu ruostumattomasta teräksestä, joten riski siitä, että se huuhtoi myrkyllisiä aineita filamenttiin, on minimaalinen. Tyynysuutin on kuitenkin yleensä valmistettu messingistä, jonka tiedetään huuhtoavan pieniä määriä lyijyä filamenttiin.

Se on ehdottomasti kiellettyä terveyden ja turvallisuuden näkökulmasta.

Entä loput 3D-tulostimesta?

Yleisimmissä 3D-tulostimissa esiintyvät messinkiekstruuderin hammaspyörät toimivat kohdistamalla valtavia määriä painetta ja kitkaa filamenttiin. Messinkisuuttimen lisäksi näillä voidaan liuottaa lyijyä 3D-painettuun muoviin.

Useimmissa 3D-tulostimissa on myös PTFE-vuorattuja putkia ekstruuderin ja kuumapään komponenttien välillä. Vaikka tämä materiaali on elintarviketurvallista, 3D-tulostimissa käytetyt materiaalit sisältävät voitelulisäaineita, jotka voivat olla myrkyllisiä.

Muut komponentit, kuten rakennuspinta, filamenttirullat ja 3D-tulostimessa käytetyt voiteluaineet, ovat lisäkeinoja haitallisten aineiden siirtymiselle tulostettuihin osiin. 3D-tulostimesi valmistaminen aidosti elintarvikelaatuiseksi on epäilemättä hirveä yritys.

Aiheeseen liittyvä: 3D-malleja jokaiselle kalmaripelihahmolle

Useimmat filamentit eivät ole elintarviketurvallisia

Vaikka PLA: ta mainostetaan biohajoavana filamenttina, joka on syntetisoitu maissista tai sokeriruo'osta löytyvistä sokereista, eri merkit ottaa käyttöön erilaisia ​​lisäaineita, jotka parantavat painettujen osien painettavuutta, kestävyyttä ja muita fyysisiä ominaisuuksia. Nämä lisäaineet voivat itsessään olla myrkyllisiä, jolloin painetut osat eivät ole turvallisia elintarvikkeiden käsittelyssä.

Yhdysvaltain elintarvike- ja lääkevirasto (US FDA) myöntää elintarviketurvallisuushyväksynnät maineikkaille filamenteille. Ja tämä on loistava lähtökohta selvittää, mitä filamentteja voidaan käyttää tulostusvälineisiin.

On kuitenkin suositeltavaa tarkistaa hyväksyntä filamenttikohtaisesti. Huolimatta huolista, jotka liittyvät ABS-painettujen osien huuhtoutumiseen styreeniin ruokaan, runsaasti kaupallista ABS: ää filamentit saavat FDA: n nodin, kun taas jotkut PLA-filamentit eivät erityisestä väripigmentistä johtuen käytetty.

Vain siksi, että tietty ABS-merkki on sertifioitu elintarviketurvalliseksi, et voi olettaa, että kohteliaisuus ulottuu toisen merkin ABS-filamenttiin. Erilaiset väritoistot ja lisäainesekoitukset ovat myös tärkeässä roolissa FDA-sertifioinnissa, joten muista tarkistaa pieni painatus.

Kuinka 3D-tulostaa elintarviketurvallisia astioita

Nyt kun olemme hyvin tietoisia 3D-tulostettujen ruokailuvälineiden käytön vaaroista, emme uskalla lähteä antamatta muutamia vinkkejä elintarvikekelpoisten osien 3D-tulostamiseen.

Ensinnäkin erillisen 3D-tulostimen valmistaminen elintarvikelaatuisille tulosteille on idioottivarmein tapa varmistaa FDA-yhteensopivuus. Tämä on hankala vaatimus, koska myrkylliset aineet voivat viipyä useiden tulostusjaksojen ajan.

Tässä on muutamia vinkkejä ja temppuja 3D-tulostustesi elintarviketurvallisuuden parantamiseksi.

Aiheeseen liittyvä: Omien pöytäminiatyyrien suunnittelu ja 3D-tulostus FDM-tulostimella

Vaihda messinkiosat ruostumattomaan teräkseen

Kun tiedät, kuinka messinkiset suuttimet ja suulakepuristimet voivat mahdollisesti lisätä lyijyä 3D-tulosteisiisi, niiden korvaaminen ruostumattomalla teräksellä on helpoin tapa tehdä niistä elintarviketurvallisia. Varmista vain, että käytät elintarviketurvallisia, ruostumattomasta teräksestä valmistettuja osia, koska työkaluteräsvaihtoehdot eivät ole samoja. Pysy myös kaukana ruostumattomasta teräksestä valmistetuista suuttimista, joissa on ylimääräisiä tarttumattomia pinnoitteita.

Höyrytasoitus huokoisuuden korjaamiseksi

Kerrosviivat vaikuttavat merkittävästi FDM 3D -tulosteiden huokoisuuteen ja luovat suotuisat olosuhteet bakteerien kasvulle. Onneksi jotkin filamentit, kuten ABS, ASA, PETG ja HIPS, voidaan tasoittaa kemiallisesti.

Tämä sisältää kerrosviivojen osittaisen sulamisen pois höyrytasoitusprosessin kautta, missä liuottimien, kuten asetonin ja etyyliasetaatin, annetaan reagoida 3D-tulostetun pinnan kanssa osat. Tuloksena on osia, joissa on sileät, tiivistetut pinnat, jotka on helppo puhdistaa ja joista puuttuu pinta-ala, jota tarvitaan bakteeripesäkkeiden vastaanottamiseen.

Jos filamentteja ei voida tasoittaa kemiallisesti, voit pienentää kerroksen korkeutta, jotta 3D-tulostus olisi mahdollisimman tasainen. Pintojen hiominen edelleen alaspäin tekee niistä sileämpiä. Varmista vain, että hiomalaitteet eivät sisällä myrkyllisiä aineita.

Pysy elintarviketurvallisissa filamenteissa

Vaikka PLA on yleensä elintarviketurvallista (niin kauan kuin valmistaja ei ole käyttänyt myrkyllisiä lisäaineita tai väripigmenttejä), 3D-tulostetut osat eivät ole käytännöllisiä elintarvikkeiden pitkäaikaisessa käsittelyssä. Materiaalilla on yksi alhaisimmista lämpöpoikkeutuslämpötiloista (HDT). Tämä tarkoittaa, että se ei kestä kuumia juomia tai lämmitettyjä astianpesujaksoja.

PETG-filamentin kemiallisesti inertti luonne tekee siitä ihanteellisen ruoan käsittelyyn, mutta kuten PLA: sta, siitä puuttuu myös kuuman ruoan ja astianpesukoneen kestämiseen tarvittava HDT. PETG voidaan kuitenkin tasoittaa kemiallisesti. ABS-filamenteista saadaan kuitenkin lämmönkestäviä 3D-tulostettuja osia, jotka voidaan myös tasoittaa höyryllä.

USA: n FDA on hyväksynyt eksoottiset filamentit, kuten PEI (Ultem-tuotemerkki), mutta niitä ei voi tulostaa ei-kaupallisilla 3D-tulostimilla. Samaan aikaan nailon- ja polypropeenifilamentit ovat myös FDA: n elintarviketurvallisuuden mukaisia.

On silti hyvä idea tarkistaa filamenttipakkaukset FDA: n hyväksynnän varalta.

Aiheeseen liittyvä: FDM 3D -tulostimen asetukset ja mitä ne tekevät

Käytä elintarviketurvallisia kastopinnoitteita

Ei ole helppoa mukauttaa tulostintasi täysin uuteen materiaaliin. Useimmissa tapauksissa lähtötason FDM-tulostimet eivät edes pysty tulostamaan materiaaleja, kuten ABS: tä. Tämä tekee kastopinnoitteista ja tiivisteistä varteenotettavan vaihtoehdon.

Niitä on saatavana erilaisina elintarvikelaatuisina vaihtoehtoina, kuten polyuretaanihartseina, epoksiina ja PTFE-pinnoitteina. Vaihtoehdot ovat käytännössä rajattomat, joten varmista, että teet FDA-hyväksyntöjä ja yhteensopivuutta eri filamenttien kanssa koskevan huolellisuuden.

Myös näiden ratkaisujen lämpötila ja kulutuskestävyys kannattaa tarkistaa etukäteen. Et halua käyttää matalan lämpötilan pinnoitetta kahvimukissa.

Elintarviketurvallinen 3D-tulostus? On paljon harkittavaa

Elintarviketurvallisen 3D-tulostuksen käsite on tällä hetkellä tuntematon alue. Vaikka FDA on suorittanut due diligence -tarkastuksen ja myöntänyt hyväksyntöjä maineikkaille filamenteille, se ei silti voi hallita tuntemattomia tulostuslämpötilan muuttujia ja arvaamattomia käyttötapauksia.

Se, mikä on sertifioitu elintarviketurvalliseksi, ei välttämättä ole sama pitkän käytön jälkeen. Lisäksi on älykkäämpää alentaa ruoan lämpötilaa, kosketusaikaa ja yleensä välttää 3D-tulostettujen ruokailuvälineiden yhdistämistä reaktiivisten ruokien kanssa.

On viisaampaa erehtyä varovaisuuden puolelle.

Ender-3 3D -tulostimen päivittäminen ja turvallisuusongelmien korjaaminen

Ender-3 saattaa yrittää... tappaa sinut? Ota selvää, kuinka voit tehdä siitä turvallisempaa ja luotettavampaa näillä hienoilla päivityksillä.

Lue Seuraava

Kirjailijasta