3D отпечатаните прибори за храна ли са? Ето как да ги направите безопасни за храна

Евтините 3D принтери като Creality Ender-3 направиха адитивното производство достъпно за обикновените хора. Но храната е единственото нещо, което хората харесват повече от правенето на пластмасови предмети по поръчка от комфорта на домовете си.

Естествено е тези две занимания да се пресичат под формата на 3D отпечатани прибори. За съжаление, двете вървят заедно, както и оцет и белина. С други думи, 3D отпечатаните контейнери за храна са достатъчно токсични, за да ви убият бавно.

Прочетете, за да разберете защо това е така и какво можете да направите, за да заобиколите проблема.

Защо 3D печатането не е безопасно за храни

Пластмасите, като цяло, вече имат лоша репутация, че причиняват дългосрочни неблагоприятни ефекти върху здравето и благосъстоянието. Има купища предупреждения, написани върху BPA, фталати и други ендокринни разрушители, свързани с пластмасата.

Но нека да заличим ужаси за свиване на гениталиите на пластмасите като цяло и ограничават обхвата на това усилие до по-належащите токсикологични аспекти на 3D отпечатаните пластмаси.

Ето начините, по които самият процес на 3D печат прави пластмасите по-нездравословни, отколкото са иначе обвинявани, че са, като се започне със особения начин, по който FDM 3D принтерите са склонни да произвеждат пластмаса обекти.

Свързани: Ръководство за начинаещи за 3D принтери „Направи си сам“ Voron: Качество на производството за масите

Порьозност и бактериални колонии

Традиционните шприцовани пластмаси са абсолютно херметични, тъй като обектът се създава чрез натискане на материала в матрица под изключително високо налягане. Повърхността на такива пластмасови предмети е гладка и лишена от пори или пукнатини.

От друга страна, 3D отпечатаните обекти се произвеждат чрез подреждане на стотици, а понякога дори хиляди от пластмасови слоеве, като вътрешната геометрия на самите части е издълбана в много въздух джобове.

Силно порестата природа на 3D отпечатаните части ги прави мощно място за размножаване на смъртоносни бактерии като салмонела и E.coli. Известно е, че тези патогени причиняват хронично заболяване и са невероятно устойчиви на повечето бактерицидни агенти.

Поради това се изисква съдовете, безопасни за храна, да носят гладки, непорьозни и лесни за почистване повърхности, което по своята същност липсва при 3D отпечатаните прибори.

Безопасност на храните и миграция на частици

Концепцията за миграция на частици е важен фактор за безопасността на храните. Няколкостотин нанометра частици могат да се обменят между твърди тела, взаимодействащи едно с друго, и с течности на микроскопично ниво.

Това е основният механизъм, чрез който токсичните вещества се прехвърлят и излужват върху 3D отпечатани пластмаси и впоследствие в храната, консумирана чрез такива прибори.

Фактори като продължителност на експозиция (дългосрочно съхранение), триене (лъжици за остъргване), температура (готвене прибори) и реактивността на участващите материали (киселинна/алкална храна) диктува големината на частиците миграция. Ето защо някои реактивни храни трябва да се съхраняват в стъклени буркани, но все още са добре, когато се консумират извън метални прибори.

Свързани: Защо ентусиастите на 3D печат трябва да вземат под внимание новия E3D Revo Hot End

Месинговите дюзи са токсични

Нещата стават доста горещи в бизнеса на 3D принтер. Вашите 3D модели се изобразяват във физически части от разтопена нишка, изтласкана от компонентите на горещия край. От тях нишката е в близък контакт с топлинния прекъсвач и дюзата.

Първият обикновено е изработен от неръждаема стомана, така че рискът от изтичане на токсични вещества във нишката е минимален. Въпреки това, основната дюза обикновено е направена от месинг, за който е известно, че извлича следи от олово в нишката.

Това определено е забранено от гледна точка на здравето и безопасността.

Какво ще кажете за останалата част от 3D принтера?

Месинговите екструдерни зъбни колела, намиращи се в най-често срещаните 3D принтери, работят чрез упражняване на огромно количество натиск и триене върху нишката. В допълнение към месинговата дюза, те също могат да отделят олово в 3D отпечатани пластмаси.

Повечето 3D принтери също включват тръби с PTFE между екструдера и горещите компоненти. Въпреки че този материал е безопасен за храна, тези, използвани в 3D принтерите, съдържат добавки за смазване, които могат да бъдат токсични.

Други компоненти, като повърхността за изработка, ролки с нишки и смазочни материали, използвани в 3D принтера, са допълнителни пътища за прехвърляне на вредни вещества в отпечатаните части. Да направите своя 3D принтер наистина хранителен продукт несъмнено е херкулесово начинание.

Свързани: 3D модели за всеки герой в играта Squid

Повечето филаменти не са безопасни за храна

Въпреки че PLA се рекламира като биоразградима нишка, синтезирана от захари, открити в царевица или захарна тръстика, различни марки въвеждат различни добавки за подобряване на печатаемостта, издръжливостта и други физически характеристики на отпечатаните части. Тези добавки сами по себе си могат да бъдат токсични, като по този начин правят отпечатаните части опасни за боравене с храна.

Администрацията по храните и лекарствата на САЩ (US FDA) издава одобрения за безопасност на храните за известни нишки. И това е чудесна отправна точка, за да разберете кои нишки могат да се използват за печатащи прибори.

Въпреки това се препоръчва да проверите одобрението на базата на нишка. Въпреки опасенията около ABS печатни части, извличащи стирен в храната, много търговски ABS филаментите получават одобрението на FDA, докато някои PLA филаменти не получават по силата на специфичния цветен пигмент използван.

Само защото определена марка ABS е сертифицирана като безопасна за храни, не можете да приемете, че любезността се простира до ABS нишки от друга марка. Различните цветови итерации и смеси от добавки също играят важна роля в сертифицирането на FDA, така че не забравяйте да проверите дребния шрифт.

Как да 3D отпечатате безопасни за храна съдове

Сега, когато сме напълно наясно с опасностите от използването на 3D отпечатани прибори за храна, ще бъдем небрежни да си тръгнем, без да дадем няколко съвета как да 3D отпечатаме части за хранителни продукти.

Като начало предоставянето на отделен 3D принтер за отпечатъци за хранителни продукти е най-сигурният начин за гарантиране на съответствието с FDA. Това е неудобно изискване, тъй като токсичните вещества могат да се задържат в продължение на няколко цикъла на печат.

Ето няколко съвета и трика за подобряване на безопасността на храните на вашите 3D отпечатъци.

Свързани: Проектиране и 3D отпечатване на вашите собствени миниатюри за плот с FDM принтер

Сменете месинговите части с неръждаема стомана

Знаейки как месинговите дюзи и зъбните колела на екструдера могат потенциално да въведат олово във вашите 3D отпечатъци, замяната им с алтернативи от неръждаема стомана е най-лесният начин да ги направите безопасни за храна. Просто не забравяйте да използвате безопасни за храни части от неръждаема стомана, защото вариантите на инструментална стомана не са еднакви. Освен това стойте далеч от дюзи от неръждаема стомана с допълнителни незалепващи покрития.

Изглаждане с пара за фиксиране на порьозността

Слоевите линии са важен фактор, допринасящ за порьозността на FDM 3D отпечатъците и създават условия, благоприятни за бактериален растеж. За щастие някои нишки като ABS, ASA, PETG и HIPS могат да бъдат химически изгладени.

Това включва частично разтопяване на линиите на слоя чрез процеса на изглаждане с пара, където разтворители като ацетон и етилацетат се оставят да реагират с повърхността на 3D отпечатаното части. Резултатът дава части с гладки, запечатани повърхности, които са лесни за почистване и нямат площ, необходима за приемане на бактериални колонии.

За нишки, които не могат да бъдат химически изгладени, може да искате да намалите височината на слоя, за да направите 3D отпечатването възможно най-гладко. По-нататъшното шлифоване на повърхностите трябва да ги направи по-гладки. Просто се уверете, че оборудването за шлайфане не въвежда токсични вещества.

Придържайте се към безопасни за храни филаменти

Докато PLA като цяло е безопасен за храна (стига производителят да не е използвал токсични добавки или цветни пигменти), 3D отпечатаните части не са практични за дългосрочна работа с храни. Материалът има една от най-ниските температури на топлинно отклонение (HDT). Това означава, че няма да издържи на горещи напитки или цикли на загрята съдомиялна машина.

Химически инертната природа на нишката PETG я прави идеална за боравене с храни, но подобно на PLA, тя също няма HDT, необходима за оцеляване на горещи храни и съдомиялна машина. Въпреки това, PETG може да бъде химически изгладен. ABS нишките обаче дават топлоустойчиви 3D отпечатани части, които също могат да бъдат изгладени с пара.

Екзотични филаменти като PEI (марка Ultem) са одобрени от FDA на САЩ, но те не могат да бъдат отпечатани на некомерсиални 3D принтери. Междувременно найлоновите и полипропиленовите нишки също са съвместими с FDA за безопасност на храните.

Все пак е добра идея да проверите опаковката на нишките за одобрение от FDA.

Свързани: Настройки на FDM 3D принтер и какво правят

Използвайте безопасни за храна покрития

Не е лесно да адаптирате вашия принтер към изцяло нов материал. В повечето случаи FDM принтерите от начално ниво дори не могат да отпечатват материали като ABS от кутията. Това прави покритията и уплътнителите с потапяне жизнеспособна алтернатива.

Те се предлагат в различни варианти за хранителни цели, като полиуретанови смоли, епоксидни смоли и PTFE покрития. Опциите са практически безкрайни, така че се уверете, че правите надлежната проверка относно одобренията на FDA и съвместимостта с различни филаменти.

Също така си струва предварително да проверите температурата и устойчивостта на абразия на тези разтвори. Не искате да използвате нискотемпературно покритие за чаша за кафе.

Безопасен за храни 3D печат? Има много за обмисляне

Концепцията за безопасно 3D печатане е неизследвана територия в момента. Въпреки че FDA провежда надлежна проверка и издава одобрения за реномирани филаменти, тя все още не може да контролира неизвестни променливи на температурата на печат и непредвидими случаи на употреба.

Това, което е сертифицирано за безопасно за храни, може да не е същото след продължителна употреба. Освен това е по-умно да намалите температурата на храната, времето за контакт и като цяло да избягвате сдвояването на 3D отпечатани прибори с реактивни храни.

По-умно е да грешите откъм предпазливост.

Как да надстроите своя 3D принтер Ender-3 и да коригирате проблемите с безопасността

Вашият Ender-3 може да се опитва да... те убия? Разберете как да го направите по-безопасен и по-надежден с тези изящни надстройки.

Прочетете Следващото

За автора