Pense em esculpir e desenhar as suas próprias caixas e utensílios para transportar alimentos. Por mais espantoso que pareça, isso exigiria que pensássemos em materiais seguros para os alimentos para criar protótipos com impressoras 3D.

Não existem muitos materiais de impressão 3D que sejam seguros para alimentos, mas um deles é o PETG. É amplamente considerado seguro para alimentos na comunidade de impressão 3D e pode ser revestido com uma resina epóxi para aumentar a sua eficácia. O PLA é seguro para alimentos para plásticos de utilização única. O filamento pode ser comprado com níveis de qualidade seguros para alimentos.

As impressoras 3D utilizam materiais plásticos como fonte para imprimir. Todos os plásticos que se enquadram na categoria de segurança alimentar não podem ser utilizados para impressão.

Os polímeros utilizados na impressão 3D devem possuir algumas propriedades, como serem termoplásticos, de elevada resistência com baixa flexibilidade, temperatura de impressão adequada, retracção mínima, etc.

Os polímeros que satisfazem estas propriedades e se tornam adequados para a impressão incluem os plásticos mais conhecidos, como o PLA, o ABS, etc. Todas as propriedades acima mencionadas reduzem muito o nosso espectro de encontrar materiais de impressão seguros para alimentos, mas isso não exclui a opção.

O que significa Food Safe?

Para que algo seja seguro para os alimentos, uma visão generalizada seria resumi-lo como um material que cumpre todos os requisitos que são determinados pela utilização pretendida e que não criará qualquer perigo para a segurança alimentar.

Pode ser ainda mais elaborado como materiais que obedecem às seguintes directrizes produzidas pela FDA e pela UE.

O material que contém os alimentos não o deve fazer:

• Transmitir qualquer cor, odor ou sabor
• Adicionar quaisquer substâncias nocivas aos alimentos, incluindo produtos químicos, soro fisiológico ou óleo

Deveria:

• Ser durável, resistente à corrosão, bem absorvente e seguro em condições normais de utilização
• Tem peso e resistência suficientes para resistir a lavagens repetidas
• Ter um acabamento liso, fácil de limpar, sem fissuras e fendas
• Ser resistente à lascagem, à corrosão, à distorção e à decomposição

A opção que nos resta é conhecer a finalidade do objecto a desenhar e utilizar um material em conformidade. Se o objecto não for utilizado a altas temperaturas, pode utilizar-se plástico à base de PET para imprimir, uma vez que a maior parte das garrafas de água e caixas de tiffin são fabricadas com este material.

O PLA pode ser utilizado para fabricar objectos que estejam sujeitos a contactos de curta duração com alimentos, como moldes para bolachas e panquecas. Se quiser ir ao extremo, pode utilizar cerâmica, que provou ao longo dos séculos o seu lugar na cozinha.

Antes de sabermos mais sobre o material utilizado, precisamos de saber um pouco sobre o funcionamento de uma impressora 3D e todos os processos envolvidos na mesma, para compreendermos melhor os requisitos do material e a razão pela qual são necessários materiais específicos.

O que torna um material adequado para a impressão 3D?

A maioria das impressoras 3D de secretária disponíveis no mercado utiliza um método designado por "modelação por deposição fundida" (FDM). Estes tipos de impressoras imprimem através da extrusão do material termoplástico a imprimir e da sua colocação na forma pretendida.

A extrusora é frequentemente um bocal que aquece e funde o polímero. Este processo dá-nos uma ideia do material a utilizar. O elemento-chave aqui é a temperatura e precisamos de materiais que possam ser modificados com esta propriedade.

A temperatura de trabalho do material deve situar-se numa gama que possa ser produzida em electrodomésticos, o que nos dá algumas opções de escolha.

No que diz respeito aos materiais utilizados para a impressão 3D, existem muitas opções para escolher. Pode escolher o material de acordo com as suas necessidades.

Os materiais utilizados podem ser classificados em materiais de engenharia como o PEEK, termoplásticos de uso comum como o PLA, materiais à base de resina e compósitos, que são materiais criados através da combinação de dois materiais para obter as melhores propriedades de ambos.

Os compósitos distinguem-se dos restantes materiais, uma vez que são utilizados principalmente para a criação de protótipos com metais e constituem uma vasta categoria própria.

Os alimentos PLA são seguros?

O PLA é um dos materiais de impressão 3D mais vendidos no mercado, sendo a escolha por defeito quando se considera uma impressora 3D de secretária que é FDM.

É barato e requer baixas temperaturas para imprimir, não necessitando de uma base aquecida. Se está a perguntar-se o que é uma base aquecida, trata-se da plataforma na qual a cabeça de impressão imprime. Em alguns casos, uma base aquecida proporciona uma maior aderência do objecto de impressão à sua superfície.

O PLA é derivado do processamento da cana-de-açúcar e do milho, o que o torna amigo do ambiente e biodegradável. Para imprimir com PLA, é necessária uma temperatura de impressão entre 190-220°C. Outra característica fundamental do PLA é o facto de ser também renovável.

A temperatura de impressão do PLA dá-nos uma ideia da finalidade em que pode ser utilizado, sendo seguro para os alimentos. Este material só deve ser utilizado a baixas temperaturas.

Numa experiência realizada com PLA pela James Madison University (JMU), o PLA foi submetido a várias temperaturas e pressões e concluiu-se que o PLA como matéria-prima é seguro para os alimentos.

Quando o PLA é submetido ao bocal quente da impressora, existe a possibilidade de induzir material tóxico durante a impressão pelo bocal. Este cenário só é aplicável se o bocal for feito de materiais tóxicos como o chumbo.

Pode ser utilizado para fazer cortadores de biscoitos e outros objectos relacionados com alimentos que tenham um curto período de tempo de contacto com o material alimentar. Um facto interessante sobre o PLA é que, por vezes, produz um aroma doce durante a impressão, dependendo da marca.

O PLA que eu recomendo é o Overture PLA Filament (1.75mm), que não só tem uma quantidade incrível de críticas positivas na Amazon, como também é livre de obstruções, com grande precisão dimensional e é amplamente conhecido como sendo de qualidade superior no mundo da impressão 3D.

Até ao momento da publicação deste artigo, é um bestseller nº 1 na Amazon.

O ABS é seguro para os alimentos?

É um termoplástico forte e leve que pode ser utilizado para impressão 3D.

O plástico ABS é conhecido pela sua dureza e resistência ao impacto. É um material estabelecido quando se trata de utilização industrial. O ABS é popular na indústria dos brinquedos e é utilizado para fabricar blocos de construção LEGO.

O ABS na sua forma fundida produz um forte odor durante a impressão. O plástico ABS é conhecido por suportar temperaturas muito mais elevadas em comparação com os restantes materiais de impressão.

A temperatura de extrusão do plástico ABS é de cerca de 220-250°C (428-482°F), o que faz dele a escolha preferida para aplicações externas e a altas temperaturas.

Embora tenha uma temperatura de resistência mais elevada, não é considerado seguro para alimentos.

A razão para isto é que o plástico ABS contém materiais tóxicos que devem ser evitados em contacto com os alimentos. Os produtos químicos no ABS podem lixiviar para os alimentos com os quais está em contacto.

Os alimentos PET são seguros?

Este material é geralmente considerado como uma alternativa ao plástico ABS, com o bónus adicional de ser seguro para os alimentos. Tem uma vasta gama de aplicações industriais com alimentos e água.

O PET é um polímero muito utilizado no fabrico de garrafas de água e de recipientes para transporte de alimentos. Ao contrário do ABS, não produz qualquer odor durante a impressão. Requer uma temperatura mais baixa para a impressão e não necessita de uma cama aquecida.

A forma impressa do PET está sujeita a intempéries e pode perder as suas propriedades, o que pode ser evitado se o material impresso for armazenado numa área com menos humidade.

O PETG é seguro para os alimentos?

Trata-se de uma versão modificada do PET com glicol. Esta modificação do PET torna-o num material altamente imprimível, com uma elevada capacidade de resistência à temperatura. A temperatura de impressão do PET-G é de cerca de 200-250°C (392-482°F).

O PET-G é forte e flexível ao mesmo tempo. Este material é conhecido pela sua superfície lisa que se desgasta rapidamente. Durante a impressão, não produz qualquer odor.

O PET-G é conhecido pela sua transparência e resistência às intempéries. O PET-G é considerado seguro para alimentos. A sua propriedade de resistência às intempéries torna-o um material adequado para a concepção de frascos e equipamento de jardinagem.

Para o PETG transparente, há uma marca e um produto que se destaca como um dos principais fabricantes. Esse filamento é o YOYI PETG Filament (1,75 mm), que utiliza matérias-primas importadas da Europa, sem impurezas e com uma orientação rigorosa em termos de qualidade geral.

É oficialmente aprovado pela FDA como seguro para alimentos, pelo que é uma óptima escolha se quiser ter um material de impressão 3D seguro para alimentos no seu arsenal.

Não só não terá bolhas durante a impressão, como também possui uma tecnologia ultra-suave, sem odor e com uma precisão exacta para impressões consistentes vezes sem conta.

Depois de comprar este filamento, ficará satisfeito por saber que o serviço de apoio ao cliente é excelente e que oferece uma devolução gratuita no prazo de 30 dias, o que dificilmente seria necessário!

O filamento cerâmico é seguro para os alimentos?

Surpreendentemente para muitos, a cerâmica também é utilizada para a impressão 3D, mas está numa categoria própria, uma vez que requer impressoras concebidas para lidar com o material sob a forma de argila húmida com outros minerais.

O produto impresso da impressora, enquanto tal, não está na sua forma final. Deve ser colocado num forno para aquecer e solidificar. O produto final não tem qualquer diferença em relação aos objectos de cerâmica produzidos normalmente.

A cerâmica apresenta todas as propriedades de um prato de cerâmica normal, pelo que pode ser utilizada como um material seguro para alimentos a longo prazo, mas é necessário um pouco mais do que apenas a sua impressora 3D!

Aspectos a ter em conta após a selecção do material adequado

Crescimento bacteriano numa superfície impressa em 3D

Mesmo que a impressão pareça lisa e brilhante, a nível microscópico a impressão conteria pequenas fissuras e fendas que podem conter partículas de alimentos.

Isto deve-se ao facto de o objecto ser construído em camadas. Esta forma de construção pode criar pequenos espaços na superfície entre cada camada. Estes espaços contendo partículas de alimentos tornam-se uma área para o crescimento de bactérias.

O objecto impresso em 3D não deve ser posto em contacto com alimentos como carne crua e ovos, que contêm grandes quantidades de bactérias nocivas.

Assim, se estiver a planear utilizar copos ou utensílios impressos em 3D a longo prazo na sua forma bruta, estes tornam-se prejudiciais para o consumo de alimentos.

Uma forma de o evitar é utilizá-lo como utensílios descartáveis de uso temporário. Se pretende utilizá-lo a longo prazo, a melhor forma é utilizar um vedante seguro para alimentos para cobrir as fissuras.

A utilização de uma resina de qualidade alimentar é uma boa opção. Se estiver a utilizar um objecto fabricado com PLA, é aconselhável utilizar poliuretano, que é um plástico termoendurecível para cobrir o objecto.

Lavar em água quente ou numa máquina de lavar loiça pode causar problemas

Outra coisa a ter em conta quando se utilizam objectos impressos em 3D é que não é aconselhável lavar o objecto em água quente. Deveria ter pensado que esta poderia ser uma solução para resolver o problema das bactérias.

Mas simplesmente não funciona, porque o objecto começa a perder as suas propriedades com o tempo. Por isso, estes objectos não podem ser utilizados em máquinas de lavar louça. Plásticos frágeis como o PLA podem deformar-se e rachar durante a lavagem em água quente.

Conhecer a qualidade alimentar do filamento durante a compra

Ao comprar o filamento de um material adequado para impressão, há algumas coisas a ter em conta. Cada filamento para impressão vem com uma folha de dados de segurança sobre o material utilizado.

Esta ficha de dados conterá todas as informações relativas às propriedades químicas, bem como informações sobre a aprovação da FDA e a certificação de qualidade alimentar do produto, caso a empresa a tenha obtido.

O problema pode ainda estar no bocal

As impressoras 3D FDM utilizam uma extremidade quente ou extrusora para aquecer e fundir o material de impressão. O material mais utilizado para fabricar estes bicos é o latão.

Os bicos de latão têm uma grande probabilidade de conter pequenos vestígios de chumbo, que na fase de aquecimento podem contaminar o material de impressão, tornando-o impróprio para consumo alimentar.

Este problema pode ser evitado utilizando uma extrusora de aço inoxidável. Escrevi um post comparando latão Vs aço inoxidável Vs aço endurecido para uma melhor compreensão deste assunto.

Como é que posso tornar o material mais seguro para os alimentos?

Existe um produto chamado Max Crystal Clear Epoxy Resin na Amazon que foi concebido apenas para revestir PLA, PVC e PET impressos em 3D para os tornar seguros para a alimentação. É descrito como sendo compatível com a FDA, resistente a impactos, à prova de água, de baixa toxicidade e resistente a ácidos.

Esta resina epóxi dá um revestimento transparente à sua peça impressa e tem uma excelente aderência a materiais como madeira, aço, alumínio, metais macios, compósitos e muito mais, mostrando a eficácia deste produto.

Destina-se principalmente a uma utilização breve, mas o que faz é fornecer uma camada curada que actua como uma barreira para evitar que os alimentos sejam absorvidos pelo material do núcleo.

A Resina Epóxi MAX CLR A/B é um sistema de revestimento em conformidade com a FDA, adequado para utilização breve em contacto directo com alimentos. Está em conformidade com o CFR Título 21 parte 175.105 & 175.300 que abrange o contacto directo e indirecto com alimentos como adesivos resinosos e revestimentos poliméricos.

A viscosidade deste produto é semelhante a um xarope ligeiro ou a um óleo de cozinha. Pode optar por verter o produto no local ou aplicá-lo com um pincel, demorando cerca de 45 minutos a trabalhar e a curar o material à temperatura ambiente.

Se quiser ler mais publicações úteis sobre impressão 3D, consulte 8 melhores impressoras 3D abaixo de 1000 dólares - orçamento e qualidade ou 25 melhores actualizações/melhorias de impressoras 3D que pode fazer.