Er 3D-printede redskaber i fødevarekvalitet? Sådan gør du dem fødevaresikre

Lavpris 3D-printere såsom Creality Ender-3 har gjort additiv fremstilling tilgængelig for almindelige mennesker. Men mad er den ene ting, folk nyder mere end at lave skræddersyede plastikgenstande hjemmefra.

Det er helt naturligt, at disse to sysler krydser hinanden i form af 3D-printede redskaber. Desværre går de to sammen såvel som eddike og blegemiddel. Med andre ord er 3D-printede madbeholdere giftige nok til at dræbe dig langsomt.

Læs videre for at finde ud af, hvorfor det er tilfældet, og hvad du kan gøre for at omgå problemet.

Hvorfor 3D-print ikke er fødevaresikkert

Plast har generelt allerede et dårligt ry for at forårsage langsigtede negative virkninger på sundhed og velvære. Der er bunkevis af advarsler skrevet på BPA'er, phthalater og andre hormonforstyrrende stoffer forbundet med plastik.

Men lad os skyde over genital krympende rædsler af plast generelt og begrænser omfanget af denne bestræbelse til de mere presserende toksikologiske aspekter af 3D-printet plast.

Her er de måder, hvorpå selve processen med 3D-print gør plastik usundere, end det er ellers beskyldt for at være, begyndende med den ejendommelige måde, FDM 3D-printere har tendens til at fremstille plastik på genstande.

Relaterede: En begyndervejledning til gør-det-selv Voron 3D-printere: Produktionskvalitet for masserne

Porøsitet og bakteriekolonier

Traditionel sprøjtestøbt plast er absolut lufttæt, fordi genstanden er skabt ved at presse materialet ind i en form under ekstremt højt tryk. Overfladefinishen på sådanne plastikgenstande er glat og fri for porer eller sprækker.

På den anden side fremstilles 3D-printede objekter ved at stable hundredvis og nogle gange endda tusinder af plastiklag, hvor den indre geometri af selve delene er udhulet i talrige luft lommer.

Den meget porøse natur af 3D-printede dele gør dem til potente ynglepladser for dødelige bakterier såsom salmonella og E.coli. Disse patogener er kendt for at forårsage kronisk sygdom og er utroligt modstandsdygtige over for de fleste bakteriedræbende midler.

Derfor skal fødevaresikre redskaber bære glatte, ikke-porøse og lette at rengøre overflader, hvilket i sagens natur mangler i 3D-printede redskaber.

Fødevaresikkerhed og partikelmigrering

Begrebet partikelmigrering er en vigtig faktor i fødevaresikkerheden. Flere hundrede nanometer partikler kan udveksles mellem faste stoffer, der interagerer med hinanden, og med væsker på mikroskopisk niveau.

Dette er den primære mekanisme, hvorved giftige stoffer overføres og udvaskes til 3D-printet plastik og efterfølgende ind i den mad, der indtages gennem sådanne redskaber.

Faktorer såsom eksponeringens varighed (langtidsopbevaring), friktion (skrabeskeer), temperatur (madlavning) redskaber), og reaktiviteten af ​​de involverede materialer (sur/alkalisk mad) dikterer størrelsen af ​​partikler migration. Det er derfor, visse reaktive fødevarer skal opbevares i glas, men er stadig fine, når de indtages fra metalredskaber.

Relaterede: Hvorfor 3D-printerentusiaster bør notere sig den nye E3D Revo Hot End

Stock Messing dyser er giftige

Tingene bliver ret varme i forretningsenden af ​​en 3D-printer. Dine 3D-modeller gengives til fysiske dele af smeltet filament, der tvinges ud af de varme ende komponenter. Af disse er filamentet i tæt kontakt med varmeafbryderen og dysen.

Førstnævnte er normalt lavet af rustfrit stål, så risikoen for at den udvasker giftige stoffer ind i glødetråden er minimal. Stofmundstykket er dog normalt lavet af messing, som er kendt for at udvaske spormængder af bly ind i filamentet.

Det er bestemt et no-go fra et sundheds- og sikkerhedsperspektiv.

Hvad med resten af ​​3D-printeren?

Messingekstrudergearene, der findes i de fleste almindelige 3D-printere, virker ved at udøve massive mængder tryk og friktion på filamentet. Ud over messingmundstykket kan disse også udvaske bly til 3D-printet plast.

De fleste 3D-printere involverer også PTFE-forede rør mellem ekstruderen og komponenterne i den varme ende. Selvom dette materiale er fødevaresikkert, indeholder de, der bruges i 3D-printere, additiver til smøring, som kan være giftige.

Andre komponenter såsom byggeoverfladen, filamentruller og smøremidler, der bruges i 3D-printeren, er yderligere veje til, at skadelige stoffer kan overføres til de printede dele. At gøre din 3D-printer til virkelig fødevarekvalitet er uden tvivl en stor indsats.

Relaterede: 3D-modeller til enhver Squid-spilkarakter

De fleste filamenter er ikke fødevaresikre

Selvom PLA er udråbt som et biologisk nedbrydeligt filament syntetiseret fra sukkerarter fundet i majs eller sukkerrør, er forskellige mærker indføre forskellige tilsætningsstoffer for at forbedre printbarhed, holdbarhed og andre fysiske egenskaber ved de trykte dele. Disse tilsætningsstoffer i sig selv kan være giftige og derved gøre de trykte dele usikre til fødevarehåndtering.

Den amerikanske fødevare- og lægemiddeladministration (US FDA) udsteder fødevaresikkerhedsgodkendelser for velrenommerede filamenter. Og dette er et godt udgangspunkt for at finde ud af, hvilke filamenter der kan bruges til printredskaber.

Det tilrådes dog at kontrollere godkendelsen på en per filament-basis. På trods af bekymringerne omkring ABS-trykte dele, der udvasker styren til fødevarer, er der masser af kommerciel ABS filamenter modtager FDA-nikke, mens nogle PLA-filamenter ikke gør det i kraft af det specifikke farvepigment Brugt.

Bare fordi et bestemt mærke af ABS er certificeret som fødevaresikkert, kan du ikke antage, at høfligheden omfatter ABS-filament fra et andet mærke. Forskellige farvegentagelser og additivblandinger spiller også en stor rolle i FDA-certificeringen, så sørg for at tjekke det med småt.

Sådan 3D-printes fødevaresikre redskaber

Nu, hvor vi er grundigt opmærksomme på farerne ved at bruge 3D-printede redskaber til mad, ville vi være utilgivelige til at forlade uden at give et par tips om, hvordan man 3D-printer fødevaregodkendte dele.

Til at begynde med er levering af en separat 3D-printer til print af fødevarekvalitet den mest idiotsikre måde at sikre FDA-overholdelse. Det er et ubelejligt krav, fordi giftige stoffer kan blive hængende i flere printcyklusser.

Her er nogle tips og tricks til at forbedre fødevaresikkerheden ved dine 3D-print.

Relaterede: Design og 3D-print af dine egne bordplademiniaturer med en FDM-printer

Udskift messingdele med rustfrit stål

At vide, hvordan messingdyser og ekstrudergear potentielt kan introducere bly i dine 3D-print, er at erstatte disse med alternativer i rustfrit stål den nemmeste måde at gøre dem fødevaresikre. Bare sørg for at bruge fødevaresikre dele af rustfrit stål, fordi varianter af værktøjsstål ikke er det samme. Hold dig desuden væk fra dyser i rustfrit stål med yderligere non-stick belægninger.

Dampudjævning for at fikse porøsitet

Laglinjer er en væsentlig medvirkende faktor til porøsiteten af ​​FDM 3D-print og skaber betingelser, der fremmer bakterievækst. Heldigvis kan nogle filamenter såsom ABS, ASA, PETG og HIPS glattes kemisk.

Dette involverer delvist at smelte laglinjerne væk gennem processen med dampudjævning, hvor opløsningsmidler såsom acetone og ethylacetat får lov til at reagere med overfladen af ​​det 3D-printede dele. Resultatet giver dele med glatte, forseglede overflader, der er nemme at rengøre og mangler det overfladeareal, der kræves til at være vært for bakteriekolonier.

For filamenter, der ikke kan udjævnes kemisk, vil du måske reducere laghøjden for at gøre 3D-printet så glat som muligt. Slibning af overfladerne yderligere skal gøre dem glattere. Bare sørg for, at slibeudstyret ikke introducerer giftige stoffer.

Hold dig til fødevaresikre filamenter

Mens PLA generelt er fødevaresikker (så længe producenten ikke har brugt giftige tilsætningsstoffer eller farvepigmenter), er de 3D-printede dele ikke praktiske til langsigtet fødevarehåndtering. Materialet har en af ​​de laveste varmeafbøjningstemperaturer (HDT). Det betyder, at den ikke vil overleve varme drikke eller opvarmede opvaskemaskiner.

Den kemisk inerte natur af PETG filament gør den ideel til fødevarehåndtering, men ligesom PLA mangler den også den HDT, der kræves for at overleve varm mad og opvaskemaskinen. PETG kan dog glattes kemisk. ABS-filamenter giver dog varmebestandige 3D-printede dele, der også kan dampudjævnes.

Eksotiske filamenter såsom PEI (Ultem-mærket) er blevet godkendt af det amerikanske FDA, men disse kan ikke udskrives på ikke-kommercielle 3D-printere. I mellemtiden er nylon- og polypropylenfilamenter også FDA-fødevaresikkerhedskompatible.

Det er stadig en god idé at tjekke filamentemballagen for FDA-godkendelse.

Relaterede: FDM 3D-printerindstillinger og hvad de gør

Brug Food Safe Dip Coatings

Det er ikke nemt at tilpasse din printer til et helt nyt materiale. I de fleste tilfælde er entry-level FDM-printere ikke engang i stand til at printe materialer som ABS ud af kassen. Det gør dyppebelægninger og tætningsmidler til et levedygtigt alternativ.

Disse kommer i forskellige fødevarekvalitetsmuligheder, såsom polyurethanharpikser, epoxier og PTFE-belægninger. Mulighederne er praktisk talt uendelige, så sørg for at udføre due diligence vedrørende FDA-godkendelser og kompatibilitet med forskellige filamenter.

Det kan også betale sig at kontrollere temperatur og slidstyrke på disse løsninger på forhånd. Du ønsker ikke at bruge en lavtemperaturbelægning til et kaffekrus.

Fødevaresikker 3D-print? Der er meget at overveje

Konceptet med fødevaresikker 3D-print er ukendt territorium i øjeblikket. Selvom FDA har udført due diligence og udstedt godkendelser for velrenommerede filamenter, kan den stadig ikke kontrollere for ukendte variabler for udskrivningstemperatur og uforudsigelige anvendelsestilfælde.

Det, der er certificeret til at være fødevaresikkert, er muligvis ikke det samme efter længere tids brug. Desuden er det smartere at reducere madtemperaturen, kontakttiden og generelt undgå at parre 3D-printede redskaber med reaktive fødevarer.

Det er smartere at tage fejl af forsigtighed.

Sådan opgraderer du din Ender-3 3D-printer og løser sikkerhedsproblemer

Din Ender-3 forsøger måske at... dræbe dig? Find ud af, hvordan du gør det sikrere og mere pålideligt med disse smarte opgraderinger.

Læs Næste

Om forfatteren