Помислете за извайване и проектиране на собствени кутии и прибори за пренасяне на храна. Колкото и невероятно да звучи, това би изисквало да помислим за безопасни за храните материали, които да създадем като прототип с 3D принтерите.

Не са много материалите за 3D принтиране, които са безопасни за храни, но един от тях е PETG. Той се счита за безопасен за храни в общността за 3D принтиране и може да бъде покрит с епоксидна смола, за да се повиши ефективността му. PLA е безопасен за храни за пластмаси за еднократна употреба. Може да се закупят нишки с нива на качество, безопасни за храни.

3D принтерите използват пластмасови материали като източник за отпечатване. Всички пластмаси, които попадат в категорията "безопасни за храните", не могат да се използват за отпечатване.

Полимерите, използвани в 3D принтирането, трябва да притежават някои свойства като термопластичност, висока якост и ниска гъвкавост, подходяща температура на принтиране, минимално свиване и др.

Полимерите, които отговарят на тези свойства и стават подходящи за печат, включват общоизвестни пластмаси като PLA, ABS и т.н. Всички гореспоменати свойства намаляват много спектъра ни за намиране на подходящи материали за печат, безопасни за храни. Но това не изключва възможността.

Какво означава "безопасна храна"?

Обобщената представа за това, че нещо е безопасно за храните, е, че това е материал, който отговаря на всички изисквания, които се определят от предназначението, и не създава опасност за безопасността на храните.

Тя може да бъде доразвита като материали, които се подчиняват на следните насоки, изготвени от FDA и ЕС.

Материалът, в който се съхранява храната, не трябва да е такъв:

• да придават цвят, мирис или вкус.
• добавяне на вредни вещества в храната, включително химикали, физиологичен разтвор или масло.

Трябва:

• Да бъде издръжлив, устойчив на корозия, добре абсорбиращ и безопасен при нормални условия на употреба
• Достатъчно тегло и здравина, за да издържат на многократно пране
• Има гладко покритие, което се почиства лесно, без пукнатини и цепнатини
• да са устойчиви на начупване, напукване, деформация и разлагане

Вариантът, който ни остава, е да знаем предназначението на обекта, който трябва да бъде проектиран, и да използваме съответния материал. Ако обектът не се използва при висока температура, за печат може да се използва пластмаса на основата на PET, тъй като повечето бутилки за вода и кутии за тифин са направени от нея.

PLA може да се използва за изработване на предмети, които са подложени на краткотраен контакт с храни, като форми за бисквити и палачинки. Ако искате да стигнете до крайност, можете да използвате керамика, която е доказала през вековете своето място в кухнята.

Преди да научим повече за използвания материал, трябва да знаем малко за това как работи 3D принтерът и всички процеси, свързани с него, за да разберем по-добре изискванията към материалите и защо са необходими определени материали.

Какво прави един материал подходящ за 3D принтиране?

Не можем да използваме обикновени пластмасови материали за 3D принтиране. Повечето налични в търговската мрежа настолни 3D принтери използват метод, наречен "моделиране чрез разтопено отлагане" (FDM). Тези видове принтери принтират чрез екструдиране на термопластичния материал, който трябва да бъде принтиран, и задаване на желаната форма.

Екструдерът често представлява дюза, която нагрява и разтопява полимера. Този процес ни дава представа какъв материал да използваме. Ключовият елемент тук е температурата и ни трябват материали, които могат да бъдат модифицирани с това свойство.

Работната температура за материала трябва да бъде в диапазона, който може да бъде произведен в домашните уреди. Това ни дава някои възможности за избор.

Когато става въпрос за материали, използвани за 3D принтиране, има много възможности за избор. Можете да изберете материал според нуждите си.

Използваните материали могат да бъдат класифицирани като инженерни като PEEK, често използвани термопластични материали като PLA, материали на основата на смола и композити - материали, които се създават чрез комбиниране на два материала, за да се получат най-добрите свойства и на двата.

Композитните материали се отличават от останалите материали, тъй като се използват главно за създаване на прототипи с метали и представляват обширна самостоятелна категория.

Безопасна ли е храната от PLA?

PLA е един от най-продаваните материали за 3D печат, предлагани на пазара. Той се предлага по подразбиране, когато се разглежда настолен 3D принтер, който е FDM.

Той е евтин и изисква ниска температура за печат. Не изисква нагрято легло. Ако се чудите какво е нагрято легло, то е платформата, върху която печатащата глава печата. В някои случаи нагрятото легло осигурява по-голямо сцепление на печатащия обект с повърхността му.

PLA се получава от преработката на захарна тръстика и царевица, поради което е екологичен и биоразградим. За печат с PLA е необходима температура на печат между 190 и 220 °C. Друга ключова характеристика на PLA е фактът, че той също е възобновяем.

Температурата за отпечатване на PLA ни дава представа за това с каква цел може да се използва, когато е безопасен за храните. Този материал трябва да се използва само при работа с ниска температура.

В експеримент, проведен върху PLA от университета "Джеймс Мадисън" (JMU), PLA е подложен на различни температури и налягания и е установено, че PLA като суровина е безопасен за храните.

Когато PLA е подложен на горещата дюза на принтера, има вероятност да се индуцира токсичен материал в него по време на печат от дюзата. Този сценарий е приложим само ако дюзата е направена от токсични материали като олово.

Той може да се използва за изработване на формички за бисквити и други предмети, свързани с храни, които имат кратък период на контакт с хранителния материал. Интересен факт за PLA е, че понякога произвежда сладък аромат по време на печат, в зависимост от марката.

PLA, който препоръчвам, е Overture PLA Filament (1,75 мм). Той не само има невероятно много високи оценки в Amazon, но и не се запушва, има голяма точност на размерите и е широко известен като висококачествен в света на 3D принтирането.

Към момента на публикуване това е бестселър №1 в Amazon.

Безопасна ли е храната с ABS?

Това е здрава и лека термопластмаса, която може да се използва за 3D принтиране.

ABS пластмасата е известна със своята здравина и устойчивост на удар. Тя е утвърден материал, когато става въпрос за промишлена употреба. ABS е популярен в индустрията за играчки и се използва за изработване на блокчетата LEGO.

ABS в разтопената си форма произвежда силна миризма по време на печат. ABS пластмасата е известна с това, че издържа на много по-високи температури в сравнение с останалите материали за печат.

Температурата на екструдиране на ABS пластмасата е около 220-250°C (428-482°F), което я прави предпочитана за външни и високотемпературни приложения.

Въпреки че издържа на по-висока температура, той не се счита за безопасен за храните.

Причината за това е, че ABS пластмасата съдържа токсични материали, които трябва да се избягват в контакт с храни. Химикалите в ABS могат да се промъкнат в храната, с която е в контакт.

Безопасна ли е храната от PET?

Този материал обикновено се разглежда като алтернатива на ABS пластмасата с допълнителен бонус, че е безопасен за храни. Той има широк спектър от индустриални приложения с храни и вода.

PET е полимер, който се използва широко в производството на бутилки за вода и контейнери за пренасяне на храна. За разлика от ABS, той не произвежда миризма по време на печат. Изисква по-ниска температура за печат и не изисква нагрято легло.

Печатната форма на PET е податлива на атмосферни влияния и може да загуби свойствата си. Това може да се избегне, като печатният материал се съхранява на място с по-ниска влажност.

Безопасен ли е PETG за хранителни продукти?

Това е модифицирана версия на PET с гликол. Тази модификация на PET го прави материал с висока способност за печат. Той има висока температурна устойчивост. Температурата на печат на PET-G е около 200-250°C (392-482°F).

PET-G е здрав и същевременно гъвкав. Този материал е добре известен с гладката си повърхност, която може да се изтрие бързо. По време на печат не отделя никаква миризма.

За да се задържи обектът върху повърхността му, е необходима добра температура на леглото. PET-G е известен със своята прозрачност и устойчивост на атмосферни влияния. PETG се счита за безопасен за храните. Свойството му на устойчивост на атмосферни влияния го прави подходящ материал за проектиране на буркани и градинско оборудване.

За прозрачния PETG има една марка и един продукт, който се откроява като водещ играч в производството. Този филамент е YOYI PETG Filament (1,75 мм). Той използва суровини, които се внасят от Европа, без примеси и имат строги насоки за цялостното качество.

Той е официално одобрен от FDA като безопасен за храни, така че това е чудесен избор, ако искате да имате в арсенала си безопасен за храни материал за 3D печат.

Не само че няма да се появят мехурчета по време на печат, но и технологията е изключително гладка, без миризма и с прецизна точност за постоянни отпечатъци всеки път.

След като закупите тази нишка, ще се радвате да разберете, че тяхното обслужване на клиенти е на най-високо ниво и предлага безплатно връщане в рамките на 30 дни, което така или иначе едва ли ще ви е необходимо!

Безопасна ли е храната от керамични нишки?

Изненадващо за мнозина, керамиката се използва и за 3D принтиране. Тя е отделна категория, тъй като изисква принтери, които са проектирани да работят с материала под формата на мокра глина с други минерали.

Отпечатаният от принтера продукт сам по себе си не е в завършен вид. Той трябва да се постави в пещ, за да се нагрее и втвърди. Крайният продукт няма никаква разлика от обичайно произвежданите керамични предмети.

Той ще прояви всички свойства на нормално керамично блюдо. Следователно може да се използва като материал, безопасен за храна, за дълъг период от време, но за това е необходимо малко повече от вашия 3D принтер!

Неща, които трябва да се вземат предвид след избора на подходящия материал

Растеж на бактерии върху 3D принтирана повърхност

Едно от основните неща, които трябва да се вземат предвид при използването на 3D принтирани обекти за работа с храни, е развитието на бактерии. Дори и принтът да изглежда гладък и лъскав, на микроскопично ниво принтът ще съдържа малки пукнатини и цепнатини, в които могат да се задържат хранителни частици.

Това се дължи на факта, че обектът се изгражда на слоеве. Този начин на изграждане може да създаде малки пролуки на повърхността между всеки слой. Тези пролуки, съдържащи хранителни частици, се превръщат в зона за развитие на бактерии.

3D принтираният обект не трябва да влиза в контакт с хранителни продукти като сурово месо и яйца, които съдържат голямо количество вредни бактерии.

Следователно, ако планирате да използвате 3D отпечатани чаши или прибори за дългосрочна употреба в суров вид, те стават вредни за консумация на храна.

Един от начините да предотвратите това е, като го използвате като съдове за еднократна временна употреба. Ако наистина искате да го използвате дългосрочно, тогава най-добрият начин е да използвате безопасен за храните уплътнител, за да покриете пукнатините.

Използването на хранителна смола е добър вариант. Ако използвате обект, изработен с PLA, е препоръчително да използвате полиуретан, който е термореактивна пластмаса за покриване на обекта.

Прането в гореща вода или в съдомиялна машина може да доведе до проблеми

Друго нещо, което трябва да се има предвид при използването на 3D отпечатани обекти, е, че не се препоръчва да се мие обектът в гореща вода. Трябва да сте си помислили, че това може да е решение за решаване на проблема с бактериите.

Но това просто не върши работа, тъй като обектът ще започне да губи свойствата си с времето. Следователно тези обекти не могат да се използват в съдомиялни машини. Крехките пластмаси като PLA могат да се деформират и напукат при миене в гореща вода.

Познайте качеството на нишките за хранителни продукти при покупка

При закупуването на нишка от подходящ материал за печат трябва да се вземат предвид няколко неща. Всяка нишка за печат се предлага с информационен лист за безопасност относно използвания в нея материал.

Този информационен лист ще съдържа цялата информация относно химичните свойства. Той ще дава информация и за одобрението на FDA и сертифицирането на продукта за хранителни продукти, ако компанията се е подложила на такова.

Проблемът все още може да се крие в дюзата

FDM 3D принтерите използват горещ край или екструдер за нагряване и разтопяване на материала за печат. Най-широко използваният материал за изработване на тези дюзи е месинг.

Има голяма вероятност месинговите дюзи да съдържат малки следи от олово. На етапа на нагряване това олово може да замърси материала за печат, което го прави негоден за употреба в хранителната промишленост.

Този проблем може да бъде избегнат чрез използване на екструдер от неръждаема стомана. Написах публикация, в която сравнявам месинг с неръждаема стомана и закалена стомана за по-добро разбиране на този проблем.

Как мога да направя материала по-безопасен за храните?

В Amazon има продукт, наречен Max Crystal Clear Epoxy Resin, който е предназначен само за покриване на 3D отпечатани PLA, PVC и PET, за да ги направи безопасни за храна. Описано е, че е съвместим с FDA, удароустойчив, водоустойчив, ниско токсичен и устойчив на киселини.

Тази епоксидна смола осигурява прозрачно покритие на отпечатаната част и има отлична адхезия към материали като дърво, стомана, алуминий, меки метали, композитни материали и много други, което показва колко ефективен е този продукт.

Той е предназначен главно за кратка употреба, но осигурява втвърден слой, който действа като бариера, за да предотврати попиването на хранителни продукти в основния материал.

Епоксидната смола MAX CLR A/B е система за покритие, отговаряща на изискванията на FDA, подходяща за пряк контакт с храни за кратка употреба. Тя е в съответствие с CFR, дял 21, част 175.105 & 175.300, която обхваща прекия и непрекия контакт с храни като смолисти лепила и полимерни покрития.

Вискозитетът на този продукт е подобен на лек сироп или олио за готвене. Можете да изберете дали да го излеете на място или да нанесете с четка, при което са необходими около 45 минути за работа и втвърдяване на материала при стайна температура.

Надяваме се, че това е отговорило на първоначалния ви въпрос и освен това ви е дало полезна информация. Ако искате да прочетете още полезни публикации за 3D принтирането, вижте 8 най-добри 3D принтера под 1000 USD - бюджет и качество или 25 най-добри подобрения/модернизации на 3D принтера, които можете да направите.