Tænk på at skulpturere og designe dine egne kasser og redskaber til at transportere mad i. Hvor fantastisk det end lyder, kræver det, at vi tænker på fødevaresikre materialer, som vi kan lave prototyper af med 3D-printere.

Der er ikke mange 3D-printmaterialer, der er fødevaresikre, men et af dem er PETG. Det betragtes i vid udstrækning som fødevaresikkert i 3D-printingmiljøet og kan belægges med en epoxyharpiks for at øge effektiviteten. PLA er fødevaresikker for engangsplast. Filament kan købes i fødevaresikker kvalitet.

3D-printere bruger plastmaterialer som kilde til at udskrive. Alle de plastmaterialer, der hører under kategorien fødevaresikkerheder, kan ikke bruges til udskrivning.

Polymerer, der anvendes til 3D-printning, skal have nogle egenskaber som f.eks. være termoplastiske, høj styrke med lav fleksibilitet, passende printtemperatur, minimal krympning osv.

Polymerer, der opfylder disse egenskaber og er egnede til udskrivning, omfatter almindeligt kendte plastmaterialer som PLA, ABS osv. Alle ovennævnte egenskaber gør vores muligheder for at finde egnede fødevaresikre udskrivningsmaterialer meget snævre. Men det udelukker ikke muligheden.

Hvad betyder fødevaresikkerhed?

For at noget er fødevaresikkert kan man generelt sige, at det er et materiale, der opfylder alle de krav, som er bestemt af den tilsigtede anvendelse, og som ikke skaber nogen fare for fødevaresikkerheden.

Det kan yderligere uddybes som materialer, der overholder følgende retningslinjer, der er udarbejdet af FDA og EU.

Materialet, hvori maden er anbragt, bør ikke være det:

• give farve, lugt eller smag
• Tilsætning af skadelige stoffer til maden, herunder kemikalier, saltvand eller olie

Det bør det:

• være holdbar, korrosionsbestandig, god absorberende og sikker under normale brugsforhold
• Gav tilstrækkelig vægt og styrke til at kunne modstå gentagen vask
• Har en glat overflade, som er let at rengøre uden revner og sprækker
• være modstandsdygtige over for flisning, grubning, forvrængning og nedbrydning

Den eneste mulighed, der er tilbage, er at kende formålet med det objekt, der skal designes, og bruge et materiale i overensstemmelse hermed. Hvis objektet ikke skal bruges under høje temperaturer, kan PET-baseret plast bruges til at printe, da de fleste vandflasker og kasser til madpakker er fremstillet af dette materiale.

PLA kan bruges til at fremstille genstande, der er udsat for kortvarig kontakt med fødevarer som f.eks. småkage- og pandekageforme. Hvis du vil gå til det yderste, kan du bruge keramik, som gennem århundreder har bevist sin plads i køkkenet.

Før vi ved mere om det anvendte materiale, skal vi vide lidt om, hvordan en 3D-printer fungerer og alle de processer, der er involveret i den, for at få en bedre forståelse af materialekravene, og hvorfor bestemte materialer er nødvendige.

Hvad gør et materiale egnet til 3D-printning?

Vi kan ikke bruge et hvilket som helst normalt plastmateriale til 3D-printning. De fleste kommercielt tilgængelige desktop-3D-printere bruger en metode, der kaldes "fused deposition modelling" (FDM). Disse typer printere printer ved at ekstrudere det termoplastiske materiale, der skal printes, og sætte det i den ønskede form.

Ekstruderen er ofte en dyse, der opvarmer og smelter polymeren. Denne proces giver os en idé om, hvilket materiale vi skal bruge. Det vigtigste element her er temperaturen, og vi har brug for materialer, der kan modificeres med denne egenskab.

Materialets anvendelige temperatur bør ligge inden for et område, der kan produceres i husholdningsapparater. Dette giver os nogle muligheder at vælge imellem.

Når det drejer sig om materialer til 3D-printning, er der mange muligheder at vælge imellem. Du kan vælge materialet efter dine behov.

De anvendte materialer kan inddeles i tekniske materialer som PEEK, almindeligt anvendte termoplastmaterialer som PLA, harpiksbaserede materialer og kompositter er materialer, der skabes ved at kombinere to materialer for at få de bedste egenskaber fra begge.

Kompositmaterialer adskiller sig fra resten af materialerne, da de hovedsageligt bruges til prototyper sammen med metaller, og det er en stor kategori for sig selv.

Er PLA-mad sikkert?

PLA er et af de mest solgte 3D-printmaterialer på markedet. Det er standardvalget, når man overvejer en desktop 3D-printer, som er FDM.

Det er billigt og kræver lav temperatur for at udskrive. Det kræver ikke et opvarmet bed. Hvis du undrer dig over, hvad et opvarmet bed er, er det den platform, som printhovedet udskriver på. I nogle tilfælde giver et opvarmet bed en bedre vedhæftning af printobjektet på overfladen.

PLA stammer fra forarbejdning af sukkerrør og majs, hvilket gør det miljøvenligt og biologisk nedbrydeligt. For at printe med PLA skal du bruge en printtemperatur på mellem 190-220 °C. En anden vigtig egenskab ved PLA er, at det også er vedvarende.

Temperaturen for udskrivning af PLA giver os en forståelse af, til hvilket formål det kan bruges, hvor det er fødevaresikkert. Dette materiale bør kun bruges ved håndtering ved lave temperaturer.

I et forsøg, som James Madison University (JMU) har udført på PLA, blev PLA udsat for forskellige temperaturer og tryk, og det blev konstateret, at PLA som råmateriale er fødevaresikkert.

Når PLA udsættes for printerens varme dyse, er der en chance for at inducere giftige materialer i den, mens du udskriver ved hjælp af dysen. Dette scenarie gælder kun, hvis dysen er fremstillet af giftige materialer som bly.

Det kan bruges til at fremstille udstikkere og andre fødevarerelaterede genstande, som har kort kontakttid med fødevarematerialet. En interessant kendsgerning om PLA er, at det undertiden udvikler en sødlig duft under udskrivning, afhængigt af mærket.

Den PLA, jeg anbefaler, er Overture PLA Filament (1,75 mm). Ikke alene har den utroligt mange gode anmeldelser på Amazon, den er også fri for tilstopning og har en stor dimensionel nøjagtighed og er bredt kendt som værende af høj kvalitet i 3D-printingverdenen.

På tidspunktet for udgivelsen er det en #1 bestseller på Amazon.

Er ABS-mad sikkert?

Det er en stærk og let termoplast, der kan bruges til 3D-printning.

ABS-plast er kendt for sin sejhed og slagfasthed. Det er et etableret materiale til industriel brug. ABS er populært i legetøjsindustrien, og det bruges til at fremstille LEGO-byggeklodser.

ABS i smeltet form producerer en stærk lugt under udskrivning. ABS er kendt for at kunne modstå meget højere temperaturer end andre udskrivningsmaterialer.

Ekstruderingstemperaturen for ABS plast er omkring 220-250°C (428-482°F) Dette gør det til et foretrukket valg til eksterne og høje temperaturer.

Selv om den har en højere temperaturbestandighed, anses den ikke for at være fødevaresikker.

Grunden til dette er, at ABS-plast indeholder giftige materialer, som bør undgås i kontakt med fødevarer. Kemikalierne i ABS kan sive ind i de fødevarer, som det kommer i kontakt med.

Er PET-mad sikkert?

Dette materiale betragtes normalt som et alternativ til ABS plast med den ekstra bonus, at det er fødevaresikkert. Det har en bred vifte af industrielle anvendelser i forbindelse med fødevarer og vand.

PET er en polymer, der er meget udbredt til fremstilling af vandflasker og beholdere til madvarer. I modsætning til ABS udvikler det ingen lugt under trykning. Det kræver en lavere temperatur til trykning og kræver ikke et opvarmet bed.

Den trykte form af PET er tilbøjelig til at forvitre og kan miste sine egenskaber. Dette kan undgås ved at opbevare det trykte materiale i et område med mindre fugtighed.

Er PETG fødevaresikkert?

Dette er en modificeret version af PET med glykol. Denne modifikation af PET gør det til et meget trykbart materiale. Det har en høj temperaturbelastningsevne. Tryktemperaturen for PET-G er ca. 200-250 °C (392-482 °F).

PET-G er stærkt og fleksibelt på samme tid. Dette materiale er kendt for sin glatte overflade, som hurtigt kan slides af. Under trykning udvikler det ingen lugt.

PET-G er kendt for sin gennemsigtighed og vejrbestandighed. PETG anses for at være fødevaresikker. PETG er vejrbestandigt og er derfor et velegnet materiale til udformning af krukker og haveudstyr.

For klar PETG er der ét mærke og ét produkt, der skiller sig ud som en topspiller inden for fremstilling. Dette filament er YOYI PETG Filament (1,75 mm). Det bruger råmaterialer, der importeres fra Europa, uden urenheder, og de har en streng retningslinje for den overordnede kvalitet.

Det er officielt FDA-godkendt som fødevaresikkert, så det er et godt valg, hvis du ønsker et fødevaresikkert 3D-printmateriale i dit arsenal.

Ikke alene får du ingen bobler under udskrivning, men den har også ultraglat teknologi, ingen lugt og præcis præcision, så du får ensartede udskrifter gang på gang.

Når du køber dette filament, vil du blive glad for at vide, at deres kundeservice er i top og tilbyder gratis returnering inden for 30 dage, hvilket du næppe vil få brug for alligevel!

Er keramiske filamenter fødevaresikre?

Det er overraskende for mange, at keramik også bruges til 3D-printning. Det er en kategori for sig selv, da det kræver printere, der er designet til at håndtere materialet i form af vådt ler med andre mineraler.

Det trykte produkt fra printeren er ikke i sin færdige form. Det skal lægges i en ovn for at blive opvarmet og størkne. Slutproduktet adskiller sig ikke fra de normalt fremstillede keramiske genstande.

Den vil have alle egenskaberne fra en normal keramisk skål, og den kan derfor bruges som et fødevaresikkert materiale på lang sigt, men det kræver lidt mere end bare din 3D-printer!

Ting, der skal overvejes efter valg af det rigtige materiale

Bakterievækst på 3D-printet overflade

En af de vigtigste ting at overveje, når man bruger 3D-printede genstande til at håndtere fødevarer, er bakterievækst. Selv om printet ser glat og skinnende ud, vil det på mikroskopisk niveau indeholde små revner og sprækker, som kan indeholde madpartikler.

Dette skyldes, at objektet er bygget op i lag. Denne opbygning kan skabe små huller på overfladen mellem hvert lag. Disse huller, der indeholder madpartikler, bliver et område for bakterievækst.

Det 3D-printede objekt bør ikke komme i kontakt med fødevarer som f.eks. råt kød og æg, som indeholder store mængder skadelige bakterier.

Hvis du planlægger at bruge 3D-printede kopper eller redskaber til langvarig brug i rå form, bliver de derfor skadelige for fødeindtagelse.

En måde at forhindre dette på er ved at bruge det som engangsredskaber til midlertidig brug. Hvis du virkelig ønsker at bruge det på lang sigt, er den bedste måde at bruge et fødevaresikkert fugemasse til at dække revnerne.

Hvis du bruger et objekt fremstillet af PLA, er det tilrådeligt at bruge polyurethan, som er en termohærdende plast, til at dække objektet med.

Vask i varmt vand eller i en opvaskemaskine kan give problemer

En anden ting, der skal overvejes, når du bruger 3D-printede genstande, er, at det ikke anbefales at vaske genstanden i varmt vand. Du burde have tænkt, at dette kunne være en løsning på bakterieproblemet.

Men det virker simpelthen ikke, da genstanden med tiden vil miste sine egenskaber. Derfor kan disse genstande ikke bruges i opvaskemaskiner. Skrøbelige plastmaterialer som PLA kan deformere sig og knække, når de vaskes i varmt vand.

Kend filamentets fødevarekvalitet, mens du køber

Når du køber filamenter af et egnet materiale til udskrivning, er der et par ting, du skal tage hensyn til. Alle filamenter til udskrivning leveres med et sikkerhedsdatablad om det materiale, der anvendes i dem.

Dette datablad vil indeholde alle oplysninger om de kemiske egenskaber. Det vil også give oplysninger om FDA-godkendelse og fødevaregodkendelse af produktet, hvis virksomheden har gennemgået det.

Problemet kan stadig ligge i dysen

FDM 3D-printere bruger en hot end eller ekstruder til at opvarme og smelte udskrivningsmaterialet. Det mest anvendte materiale til fremstilling af disse dyser er messing.

Messingdyser har en stor chance for at indeholde små spor af bly. Ved opvarmningen kan dette bly forurene trykmaterialet og gøre det uegnet til at være fødevaresikkert.

Dette problem kan undgås ved at bruge en ekstruder i rustfrit stål. Jeg har skrevet et indlæg, der sammenligner messing vs rustfrit stål vs hærdet stål for at få en bedre forståelse af dette.

Hvordan kan jeg gøre materiale mere fødevaresikkert?

Der findes et produkt kaldet Max Crystal Clear Epoxy Resin på Amazon, som er designet til at overtrække 3D-printet PLA, PVC og PET for at gøre det fødevaresikkert. Det er beskrevet som værende FDA-kompatibelt, slagfast, vandtæt, lavt giftigt og modstandsdygtigt over for syrer.

Denne epoxyharpiks giver et klart lag på din trykte del og har fremragende vedhæftningsevne på materialer som træ, stål, aluminium, bløde metaller, kompositmaterialer og meget mere, hvilket viser, hvor effektivt dette produkt er.

Det er hovedsageligt til kortvarig brug, men det giver en hærdet belægning, der fungerer som en barriere for at forhindre, at fødevarer absorberes i kernematerialet.

MAX CLR A/B epoxyharpiks er et FDA-kompatibelt overfladebehandlingssystem, der er egnet til kortvarig direkte kontakt med fødevarer. Det er i overensstemmelse med CFR Title 21 del 175.105 & 175.300, som dækker direkte og indirekte kontakt med fødevarer som harpiksholdige klæbemidler og polymere overfladebehandlinger.

Produktets viskositet svarer til en let sirup eller madolie. Du kan vælge enten at hælde det på plads eller påføre det med en pensel, hvor det tager ca. 45 minutter at bearbejde og hærde materialet ved stuetemperatur.

Hvis du gerne vil læse flere nyttige indlæg om 3D-printing, kan du læse 8 Best 3D Printers Under $1000 - Budget & Quality eller 25 Best 3D Printer Upgrades/Improvements You Can Get Done.