Tänk på att skulptera och designa dina egna lådor och redskap för att transportera mat. Hur fantastiskt det än låter, måste vi tänka på livsmedelssäkra material för att skapa prototyper med 3D-skrivare.

Det finns inte så många 3D-utskriftsmaterial som är livsmedelssäkra, men ett av dem är PETG. Det anses allmänt vara livsmedelssäkert i 3D-utskriftsbranschen och kan beläggas med epoxiharts för att öka effektiviteten. PLA är livsmedelssäkert för plast för engångsbruk. Filament kan köpas på livsmedelssäkra kvalitetsnivåer.

3D-skrivare använder plastmaterial som en källa för att skriva ut. Alla plaster som hör till kategorin livsmedelssäker kan inte användas för utskrift.

De polymerer som används vid 3D-utskrift bör ha vissa egenskaper, t.ex. vara termoplastiska, ha hög hållfasthet med låg flexibilitet, lämplig utskriftstemperatur, minimal krympning osv.

Polymerer som uppfyller dessa egenskaper och som lämpar sig för utskrift är bland annat allmänt kända plaster som PLA, ABS etc. Alla de ovan nämnda egenskaperna gör att vårt spektrum av lämpliga livsmedelssäkra utskriftsmaterial är mycket smalt. Men det utesluter inte alternativet.

Vad betyder säkra livsmedel?

För att något ska vara livsmedelssäkert kan man generellt sett säga att det är ett material som uppfyller alla krav som bestäms av den avsedda användningen och som inte skapar någon fara för livsmedelssäkerheten.

Det kan vidareutvecklas som material som följer följande riktlinjer från FDA och EU.

Materialet som innehåller maten bör inte vara det:

• ge någon färg, lukt eller smak
• Tillsätta skadliga ämnen i maten, t.ex. kemikalier, saltlösning eller olja.

Det borde det:

• Vara hållbar, korrosionsbeständig, bra absorberande och säker under normala användningsförhållanden.
• Gav tillräcklig vikt och styrka för att tåla upprepade tvättar.
• Har en slät yta som är lätt att rengöra utan sprickor och klyftor.
• vara motståndskraftiga mot flisning, gropning, förvrängning och nedbrytning

Det enda alternativet som återstår är att känna till syftet med det föremål som ska utformas och använda ett material därefter. Om föremålet inte används vid höga temperaturer kan PET-baserad plast användas för utskrift, eftersom de flesta vattenflaskor och tifinlådor tillverkas av denna plast.

PLA kan användas för att tillverka föremål som utsätts för kortvarig kontakt med livsmedel, t.ex. kak- och pannkaksformar. Om du vill gå till det yttersta kan du använda keramik, som under århundraden har visat sig ha sin plats i köket.

Innan vi vet mer om det material som används måste vi veta lite om hur en 3D-skrivare fungerar och alla processer som ingår i den för att få ett bättre grepp om materialkraven och varför specifika material krävs.

Vad gör ett material lämpligt för 3D-utskrift?

Vi kan inte använda vilket vanligt plastmaterial som helst för att göra 3D-utskrifter. De flesta kommersiellt tillgängliga 3D-skrivare för skrivbordsmaskiner använder en metod som kallas "fused deposition modelling" (FDM). Dessa typer av skrivare skriver ut genom att extrudera det termoplastiska material som ska skrivas ut och sätta det i den önskade formen.

Extrudern är ofta ett munstycke som värmer upp och smälter polymeren. Denna process ger oss en uppfattning om vilket material vi ska använda. Nyckelelementet här är temperaturen och vi behöver material som kan modifieras med denna egenskap.

Materialets arbetstemperatur bör ligga inom ett område som kan produceras i hushållsapparater. Detta ger oss några alternativ att välja mellan.

När det gäller material som används för 3D-utskrift finns det många alternativ att välja mellan. Du kan välja material enligt dina behov.

De material som används kan delas in i tekniska material som PEEK, vanliga termoplaster som PLA, hartsbaserade material och kompositer är material som skapas genom att kombinera två material för att få de bästa egenskaperna hos båda.

Kompositmaterial skiljer sig från resten av materialen eftersom det huvudsakligen används för prototyper tillsammans med metaller och är en stor egen kategori.

Är PLA-livsmedel säkert?

PLA är ett av de mest sålda materialen för 3D-utskrift som finns på marknaden och är det vanligaste valet när man överväger en stationär 3D-skrivare som är FDM.

Det är billigt och kräver låg temperatur för att skriva ut. Det kräver ingen uppvärmd bädd. Om du undrar vad en uppvärmd bädd är, är det den plattform som skrivarhuvudet skriver ut på. I vissa fall ger en uppvärmd bädd bättre vidhäftning av det utskrivna objektet på dess yta.

PLA kommer från bearbetning av sockerrör och majs, vilket gör det miljövänligt och biologiskt nedbrytbart. För att skriva ut med PLA krävs en utskriftstemperatur som ligger mellan 190 och 220 °C. En annan viktig egenskap hos PLA är att det också är förnybart.

Temperaturen för utskrift av PLA ger oss en förståelse för vilket syfte det kan användas när det är livsmedelssäkert. Detta material bör endast användas vid hantering i låga temperaturer.

I ett experiment som James Madison University (JMU) utförde på PLA utsattes PLA för olika temperaturer och tryck och man fann att PLA som råvara är livsmedelssäker.

När PLA utsätts för skrivarens heta munstycke finns det en risk för att giftiga material kan komma in i den när den skrivs ut med munstycket. Detta scenario är endast tillämpligt om munstycket är tillverkat av giftiga material som bly.

Det kan användas för att tillverka kakformar och andra livsmedelsrelaterade föremål som har kort kontakttid med livsmedelsmaterialet. Ett intressant faktum om PLA är att det ibland avger en söt doft vid utskrift, beroende på märke.

PLA-filamentet jag rekommenderar är Overture PLA Filament (1,75 mm). Det har inte bara otroligt många goda recensioner på Amazon, utan är också fritt från proppar och har en stor måttnoggrannhet och är allmänt känt för att vara av högsta kvalitet i 3D-utskriftsvärlden.

Vid tidpunkten för publiceringen är den en av de främsta bästsäljarna på Amazon.

Är ABS livsmedel säkert?

Det är en stark och lätt termoplast som kan användas för 3D-utskrift.

ABS-plast är känd för sin seghet och slagtålighet. Det är ett etablerat material när det gäller industriell användning. ABS är populärt inom leksaksindustrin och används för att tillverka LEGO-klossar.

ABS i smält form ger upphov till en stark lukt vid utskrift. ABS är känt för att tåla mycket högre temperaturer än andra utskriftsmaterial.

Extruderingstemperaturen för ABS-plast ligger runt 220-250 °C (428-482 °F), vilket gör den till ett utmärkt val för externa och högtemperaturtillämpningar.

Även om den har en högre temperaturtålighet anses den inte vara livsmedelssäker.

Anledningen till detta är att ABS-plast innehåller giftiga ämnen som bör undvikas i kontakt med livsmedel. Kemikalierna i ABS-plast kan läcka ut i maten som den kommer i kontakt med.

Är PET-mat säker?

Detta material betraktas vanligtvis som ett alternativ till ABS-plast och är dessutom livsmedelssäkert. Det har ett brett utbud av industriella tillämpningar för livsmedel och vatten.

PET är en polymer som ofta används vid tillverkning av vattenflaskor och matbehållare. Till skillnad från ABS avger den ingen lukt vid tryckning. Den kräver en lägre temperatur för tryckning och kräver ingen uppvärmd bädd.

Den tryckta formen av PET är känslig för väderpåverkan och kan förlora sina egenskaper, vilket kan undvikas genom att förvara det tryckta materialet i ett område med lägre luftfuktighet.

Är PETG livsmedelssäkert?

Detta är en modifierad version av PET med glykol. Denna modifiering av PET gör det till ett mycket utskrivbart material som tål höga temperaturer. Utskriftstemperaturen för PET-G är cirka 200-250 °C (392-482 °F).

PET-G är starkt och flexibelt på samma gång. Materialet är välkänt för sin släta yta som snabbt kan slitas av. Vid tryckning avger det ingen lukt.

Det kräver en god bäddtemperatur för att hålla fast föremålet på ytan. PET-G är känt för sin transparens och väderbeständighet. PETG anses vara livsmedelssäker. Dess väderbeständighet gör det till ett lämpligt material för utformning av burkar och trädgårdsutrustning.

När det gäller klar PETG finns det ett märke och en produkt som sticker ut som en toppspelare inom tillverkningen, nämligen YOYI PETG Filament (1,75 mm). De använder råvaror som importeras från Europa, utan föroreningar och de har strikta riktlinjer för den övergripande kvaliteten.

Det är officiellt FDA-godkänt som livsmedelssäkert, så det är ett utmärkt val om du vill ha ett livsmedelssäkert 3D-utskriftsmaterial i din arsenal.

Du får inte bara inga bubblor när du skriver ut, utan den har även ultrasjuk teknik, ingen lukt och exakt precision för konsekventa utskrifter gång efter gång.

När du köper den här filamenten kommer du att bli glad över att veta att deras kundtjänst är förstklassig och att de erbjuder en gratis retur inom 30 dagar, vilket du knappast skulle behöva ändå!

Är keramiska filament säkra för livsmedel?

Keramiskt material används också för 3D-utskrift, vilket förvånar många. Det är en egen kategori, eftersom det kräver skrivare som är utformade för att hantera materialet i form av våt lera med andra mineraler.

Den tryckta produkten från skrivaren är inte färdig i sig. Den måste läggas i en ugn för att värmas upp och stelna. Slutprodukten skiljer sig inte från de keramiska föremål som tillverkas normalt.

Den kommer att uppvisa alla egenskaper som en vanlig keramisk skål. Därför kan den användas som ett livsmedelssäkert material på lång sikt, men det krävs lite mer än bara din 3D-skrivare!

Saker att tänka på när man väljer rätt material

Bakterietillväxt på 3D-printade ytor

En av de viktigaste sakerna att tänka på när man använder 3D-utskrivna objekt för att hantera livsmedel är bakterietillväxt. Även om utskriften ser slät och blank ut, finns det på mikroskopisk nivå små sprickor och klyftor i utskriften som kan innehålla livsmedelspartiklar.

Detta beror på att objektet byggs upp i lager. Detta sätt att bygga kan skapa små luckor på ytan mellan varje lager. Dessa luckor som innehåller matpartiklar blir ett område för bakterietillväxt.

Det 3D-printade objektet får inte komma i kontakt med livsmedel som rått kött och ägg som innehåller stora mängder skadliga bakterier.

Om du planerar att använda 3D-utskrivna koppar eller redskap för långvarig användning i rå form blir de därför skadliga för livsmedelskonsumtion.

Ett sätt att förhindra detta är att använda den som engångsredskap för tillfällig användning. Om du verkligen vill använda den på lång sikt är det bästa sättet att använda ett livsmedelssäkert tätningsmedel för att täcka sprickorna.

Om du använder ett föremål som tillverkats med PLA är det lämpligt att använda polyuretan, som är en värmehärdande plast, för att täcka föremålet.

Tvätt i varmt vatten eller i diskmaskin kan orsaka problem

En annan sak som man bör tänka på när man använder 3D-utskrivna föremål är att det inte rekommenderas att tvätta föremålet i varmt vatten. Du borde ha tänkt att detta skulle kunna vara en lösning för att lösa bakterieproblemet.

Men det fungerar helt enkelt inte eftersom föremålet med tiden börjar förlora sina egenskaper. Därför kan dessa föremål inte användas i diskmaskiner. Skör plast som PLA kan deformeras och spricka när den tvättas i varmt vatten.

Känn till filamentets kvalitet i livsmedelsklass när du köper det

När du köper filament av ett lämpligt material för utskrift finns det några saker att ta hänsyn till. Varje filament för utskrift levereras med ett säkerhetsdatablad om det material som används i det.

Databladet innehåller all information om de kemiska egenskaperna och ger även information om FDA-godkännande och livsmedelscertifiering av produkten om företaget har genomgått det.

Problemet kan fortfarande ligga i munstycket

FDM 3D-skrivare använder en varmdel eller extruder för att värma och smälta utskriftsmaterialet. Det mest använda materialet för att tillverka dessa munstycken är mässing.

Mässingsmunstycken har en stor chans att innehålla små spår av bly. Vid uppvärmningen kan detta bly kontaminera tryckmaterialet och göra det olämpligt för livsmedelssäkerhet.

Detta problem kan undvikas genom att använda en extruder av rostfritt stål. Jag har skrivit ett inlägg där jag jämför mässing, rostfritt stål och härdat stål för att få en bättre förståelse för detta.

Hur kan jag göra materialet mer livsmedelssäkert?

Det finns en produkt som heter Max Crystal Clear Epoxy Resin på Amazon och som är utformad för att belägga 3D-utskrivna PLA-, PVC- och PET-produkter för att göra dem livsmedelssäkra. Den beskrivs som FDA-kompatibel, slagtålig, vattentät, låg toxicitet och motståndskraftig mot syror.

Detta epoxiharts ger ett klart skikt till din tryckta del och har utmärkt vidhäftning på material som trä, stål, aluminium, mjuka metaller, kompositer och mycket mer, vilket visar hur effektiv denna produkt är.

Den är främst avsedd för kortvarig användning, men vad den gör är att ge en härdad beläggning som fungerar som en barriär för att förhindra att livsmedel absorberas i kärnmaterialet.

MAX CLR A/B epoxiharts är ett FDA-kompatibelt beläggningssystem som lämpar sig för kortvarig direktkontakt med livsmedel. Det är i enlighet med CFR Title 21 del 175.105 & 175.300 som täcker direkt och indirekt kontakt med livsmedel som hartsliknande lim och polymera beläggningar.

Produktens viskositet liknar en lätt sirap eller matolja. Du kan välja att antingen hälla den på plats eller applicera den med en pensel där det tar cirka 45 minuter att arbeta och härda materialet vid rumstemperatur.

Om du vill läsa fler användbara inlägg om 3D-utskrift kan du läsa 8 bästa 3D-skrivare under 1000 dollar - budget och kvalitet eller 25 bästa uppgraderingar/förbättringar av 3D-skrivare som du kan få gjorda.