Подумайте о создании собственных коробок и посуды для переноски еды. Как бы удивительно это ни звучало, это потребует от нас подумать о безопасных для пищевых продуктов материалах для создания прототипов с помощью 3D-принтеров.

Существует не так много материалов для 3D-печати, которые безопасны для пищевых продуктов, но одним из них является PETG. Он широко считается безопасным для пищевых продуктов в сообществе 3D-печати и может быть покрыт эпоксидной смолой для повышения эффективности. PLA безопасен для пищевых продуктов для одноразовых пластиков. Филамент можно купить с безопасным для пищевых продуктов уровнем качества.

3D-принтеры используют пластиковые материалы в качестве источника для печати. Все пластики, которые относятся к категории безопасных для пищевых продуктов, не могут быть использованы для печати.

Полимеры, используемые в 3D-печати, должны обладать некоторыми свойствами, такими как термопластичность, высокая прочность при низкой гибкости, подходящая температура печати, минимальная усадка и т.д.

Полимеры, которые удовлетворяют этим свойствам и становятся пригодными для печати, включают в себя широко известные пластмассы, такие как PLA, ABS и т.д. Все вышеупомянутые свойства сужают спектр поиска подходящих безопасных для пищевых продуктов материалов для печати. Но это не исключает такой возможности.

Что значит "безопасный продукт питания"?

Для того, чтобы что-то было безопасным для пищевых продуктов, обобщенно можно сказать, что это материал, который отвечает всем требованиям, определяемым предполагаемым использованием, и не создает угрозы безопасности пищевых продуктов.

Она может быть доработана как материалы, которые подчиняются следующим руководящим принципам, разработанным FDA и ЕС.

Материал, в котором хранится пища, не должен:

• придавать любой цвет, запах или вкус
• Добавлять в пищу любые вредные вещества, в том числе химикаты, солевой раствор или масло

Так и должно быть:

• Быть прочным, коррозионностойким, хорошо впитывающим и безопасным при нормальных условиях эксплуатации
• Придают достаточный вес и прочность, чтобы выдержать многократную стирку
• Имеют гладкую поверхность, легко очищаемую, без трещин и щелей
• Быть устойчивым к сколам, точечной коррозии, деформации и разложению

Если объект не будет использоваться при высокой температуре, для печати можно использовать пластик на основе ПЭТ, так как большинство бутылок для воды и коробок для тиффинов изготавливаются именно из него.

PLA можно использовать для изготовления предметов, которые подвергаются кратковременному контакту с пищей, например, форм для печенья и блинов. Если вы хотите пойти на крайние меры, можно использовать керамику, которая веками доказывала свое место на кухне.

Прежде чем узнать больше об используемом материале, нам нужно немного узнать о том, как работает 3D-принтер и все процессы, связанные с ним, чтобы лучше понять требования к материалам и почему требуются определенные материалы.

Что делает материал пригодным для 3D-печати?

Для 3D-печати мы не можем использовать обычный пластик. Большинство коммерческих настольных 3D-принтеров используют метод, называемый "моделированием с наплавлением" (FDM). Такие принтеры печатают путем экструзии термопластичного материала и придания ему нужной формы.

Экструдер часто представляет собой сопло, которое нагревает и расплавляет полимер. Этот процесс дает нам представление о том, какой материал использовать. Ключевым элементом здесь является температура, и нам нужны материалы, которые можно модифицировать с помощью этого свойства.

Рабочая температура для материала должна находиться в диапазоне, который можно получить в бытовой технике. Это дает нам несколько вариантов для выбора.

Когда речь заходит о материалах, используемых для 3D-печати, на выбор предлагается множество вариантов. Вы можете выбрать материал в соответствии с вашими потребностями.

Используемые материалы можно разделить на инженерные, такие как PEEK, широко используемые термопласты, такие как PLA, материалы на основе смол и композиты - материалы, которые создаются путем объединения двух материалов для получения лучших свойств обоих.

Композиты стоят особняком от остальных материалов, так как в основном используются для прототипирования с металлами, и это обширная категория.

Безопасны ли пищевые продукты из PLA?

PLA - один из самых продаваемых материалов для 3D-печати, доступных на рынке. Он является выбором по умолчанию при выборе настольного 3D-принтера, который является FDM.

Он дешев и требует низкой температуры для печати. Он не требует подогреваемого слоя. Если вам интересно, что такое подогреваемый слой, это платформа, на которой печатающая головка печатает. В некоторых случаях подогреваемый слой обеспечивает большее сцепление объекта печати с его поверхностью.

PLA получают в результате переработки сахарного тростника и кукурузы, что делает его экологически чистым и биоразлагаемым. Для печати с помощью PLA требуется температура печати в пределах 190-220°C. Еще одна ключевая особенность PLA - это то, что он является возобновляемым материалом.

Температура для печати PLA дает нам понять, для каких целей его можно использовать, где он безопасен для пищевых продуктов. Этот материал следует использовать только при низкотемпературной обработке.

В ходе эксперимента, проведенного над PLA Университетом Джеймса Мэдисона (JMU), PLA подвергали воздействию различных температур и давления, и было установлено, что PLA как сырьевой материал безопасен для пищевых продуктов.

Когда PLA подвергается воздействию горячего сопла принтера, существует вероятность попадания в него токсичных материалов во время печати соплом. Этот сценарий применим только в том случае, если сопло изготовлено из каких-либо токсичных материалов, таких как свинец.

Он может использоваться для изготовления резаков для печенья и других предметов, связанных с пищей, которые имеют короткий период времени контакта с пищевым материалом. Интересным фактом о PLA является то, что он иногда издает сладкий аромат во время печати, в зависимости от марки.

Я рекомендую PLA-филамент Overture PLA Filament (1,75 мм). Он не только имеет невероятное количество высоких отзывов на Amazon, но и не засоряется, обладает высокой точностью размеров и широко известен как высококачественный в мире 3D-печати.

На момент публикации статьи она является бестселлером №1 на Amazon.

Безопасен ли АБС для пищевых продуктов?

Это прочный легкий термопластик, который можно использовать для 3D-печати.

ABS-пластик известен своей прочностью и ударопрочностью. Это признанный материал, когда речь идет о промышленном использовании. ABS популярен в индустрии игрушек, из него изготавливают строительные блоки LEGO.

ABS в расплавленном виде выделяет сильный запах во время печати. ABS-пластик известен тем, что выдерживает гораздо более высокие температуры по сравнению с остальными материалами для печати.

Температура экструзии ABS-пластика составляет около 220-250°C (428-482°F), что делает его предпочтительным выбором для наружного и высокотемпературного применения.

Несмотря на то, что он выдерживает более высокую температуру, он не считается безопасным для пищевых продуктов.

Причина в том, что ABS-пластик содержит токсичные материалы, которые следует избегать контакта с продуктами питания. Химикаты, содержащиеся в ABS, могут просачиваться в продукты питания, с которыми он контактирует.

Безопасны ли продукты питания в полиэтиленовых пакетах?

Этот материал обычно рассматривается как альтернатива ABS-пластику с дополнительным бонусом в виде пищевой безопасности. Он имеет широкий спектр промышленного применения с пищевыми продуктами и водой.

PET - это полимер, широко используемый в производстве бутылок для воды и контейнеров для переноски продуктов питания. В отличие от ABS, он не выделяет запаха при печати. Для печати требуется более низкая температура и не требуется подогреваемая станина.

Печатная форма ПЭТ подвержена атмосферным воздействиям и может потерять свои свойства. Этого можно избежать, храня печатный материал в помещении с меньшей влажностью.

Безопасен ли ПЭТГ для пищевых продуктов?

Это модифицированная версия PET с гликолем. Такая модификация PET делает его материалом с высокой способностью к печати. Он обладает высокой термостойкостью. Температура печати PET-G составляет около 200-250°C (392-482°F).

PET-G прочный и гибкий одновременно. Этот материал известен своей гладкой поверхностью, которая быстро стирается. Во время печати он не издает никакого запаха.

Он требует хорошей температуры для удержания объекта на своей поверхности. PET-G известен своей прозрачностью и атмосферостойкостью. PETG считается безопасным для пищевых продуктов. Его атмосферостойкость делает его подходящим материалом для изготовления банок и садового оборудования.

Для прозрачного PETG есть один бренд и продукт, который выделяется как ведущий игрок в производстве. Это нить - YOYI PETG Filament (1,75 мм). Она использует сырье, которое импортируется из Европы, без примесей, и у них есть строгое руководство по общему качеству.

Он официально одобрен FDA как безопасный для пищевых продуктов, поэтому это отличный выбор, если вы хотите иметь в своем арсенале безопасный для пищевых продуктов материал для 3D-печати.

Вы не только не получите пузырьков во время печати, но и получите ультрагладкую технологию, отсутствие запаха и точную точность для стабильных отпечатков раз за разом.

Приобретя этот материал, вы будете рады узнать, что их служба поддержки клиентов находится на высоком уровне и предлагает бесплатный возврат в течение 30 дней, который вам вряд ли понадобится!

Безопасна ли керамическая нить для пищевых продуктов?

К удивлению многих, керамика также используется для 3D-печати. Она стоит в отдельной категории, так как для нее требуются принтеры, предназначенные для работы с материалом в виде влажной глины с другими минералами.

Печатный продукт из принтера как таковой не имеет законченной формы. Его необходимо поместить в печь для нагрева и застывания. Конечный продукт не имеет никаких отличий от обычно производимых керамических предметов.

Он будет обладать всеми свойствами обычной керамической посуды. Следовательно, его можно использовать в качестве пищевого безопасного материала в течение длительного времени, но для этого потребуется немного больше, чем просто ваш 3D-принтер!

На что следует обратить внимание после выбора подходящего материала

Рост бактерий на 3D-печатной поверхности

Одним из основных моментов, которые необходимо учитывать при использовании 3D-печатных объектов для обработки продуктов питания, является рост бактерий. Даже если печать выглядит гладкой и блестящей, на микроскопическом уровне печать будет содержать небольшие трещины и щели, в которых могут находиться частицы пищи.

Это связано с тем, что объект строится слоями. При таком способе строительства между каждым слоем могут образовываться небольшие зазоры на поверхности. Эти зазоры, содержащие частицы пищи, становятся зоной для роста бактерий.

3D-печатный объект не должен контактировать с пищевыми продуктами, такими как сырое мясо и яйцо, которые содержат большое количество вредных бактерий.

Следовательно, если вы планируете использовать 3D-печатные чашки или посуду для длительного использования в сыром виде, они становятся вредными для употребления в пищу.

Один из способов предотвратить это - использовать ее в качестве одноразовой посуды временного пользования. Если вы действительно хотите использовать ее длительное время, то лучший способ - использовать безопасный пищевой герметик, чтобы закрыть трещины.

Использование пищевой смолы - хороший вариант. Если вы используете объект, изготовленный из PLA, рекомендуется использовать полиуретан, который является термореактивным пластиком для покрытия объекта.

Стирка в горячей воде или посудомоечной машине может вызвать проблемы

Еще один момент, который следует учитывать при использовании 3D-печатных объектов, заключается в том, что не рекомендуется мыть объект в горячей воде. Вы должны были подумать, что это может быть решением проблемы бактерий.

Но это просто не работает, поскольку со временем предмет начинает терять свои свойства. Следовательно, такие предметы нельзя использовать в посудомоечных машинах. Хрупкие пластмассы, такие как PLA, могут деформироваться и треснуть во время мытья в горячей воде.

Знайте о качестве пищевой нити при покупке

Приобретая нить из подходящего для печати материала, необходимо учитывать несколько моментов. Каждая нить для печати поставляется с паспортом безопасности об используемом в ней материале.

В этом паспорте содержится вся информация о химических свойствах, а также информация об одобрении FDA и сертификации продукта на соответствие пищевому классу, если компания прошла ее.

Проблема все еще может заключаться в насадке

В 3D-принтерах FDM используется горячий конец или экструдер для нагрева и расплавления материала для печати. Наиболее широко используемым материалом для изготовления таких сопел является латунь.

Латунные сопла имеют высокую вероятность содержания в них небольших следов свинца. На этапе нагревания этот свинец может загрязнить печатный материал, делая его непригодным для использования в пищу.

Этой проблемы можно избежать, используя экструдер из нержавеющей стали. Я написал статью, в которой сравниваю латунь и нержавеющую сталь и закаленную сталь, чтобы лучше понять это.

Как сделать материал более безопасным для пищевых продуктов?

На Amazon есть продукт под названием Max Crystal Clear Epoxy Resin, который предназначен для покрытия 3D-печатных PLA, PVC и PET, чтобы сделать их безопасными для пищевых продуктов. Он описывается как соответствующий требованиям FDA, ударопрочный, водонепроницаемый, с низким уровнем токсичности и устойчивый к кислотам.

Эта эпоксидная смола придает прозрачный слой вашей напечатанной детали и обладает отличной адгезией к таким материалам, как дерево, сталь, алюминий, мягкие металлы, композиты и многое другое, показывая, насколько эффективен этот продукт.

Он предназначен в основном для кратковременного использования, но его действие заключается в создании затвердевшего покрытия, которое действует как барьер, предотвращающий впитывание пищевых продуктов в основной материал.

Эпоксидная смола MAX CLR A/B - это система покрытий, соответствующая требованиям FDA, пригодная для кратковременного прямого контакта с пищевыми продуктами. Она соответствует требованиям раздела 21 CFR, часть 175.105 & 175.300, которые охватывают прямой и непрямой контакт с пищевыми продуктами в виде смолистых клеев и полимерных покрытий.

Вязкость этого продукта похожа на легкий сироп или кулинарное масло. Вы можете либо залить его на место, либо нанести кистью, где для работы и отверждения материала при комнатной температуре требуется около 45 минут.

Если вы хотите прочитать больше полезных статей о 3D-печати, посмотрите 8 лучших 3D-принтеров до $1000 - бюджет и качество или 25 лучших модернизаций/улучшений 3D-принтеров, которые вы можете сделать.