Er 3D-trykte redskaper av matkvalitet? Slik gjør du dem mattrygge

Rimelige 3D-skrivere som Creality Ender-3 har gjort additiv produksjon tilgjengelig for vanlige folk. Men mat er den eneste tingen folk liker mer enn å lage skreddersydde plastgjenstander hjemmefra.

Det er helt naturlig for disse to syslene å krysse hverandre i form av 3D-printede redskaper. Dessverre går de to sammen i tillegg til eddik og blekemiddel. Med andre ord, 3D-printede matbeholdere er giftige nok til å drepe deg sakte.

Les videre for å finne ut hvorfor det er tilfelle og hva du kan gjøre for å omgå problemet.

Hvorfor 3D-utskrift ikke er matsikkert

Plast generelt har allerede et dårlig rykte for å forårsake langsiktige negative effekter på helse og velvære. Det er haugevis av advarsler skrevet på BPA, ftalater og andre hormonforstyrrende stoffer knyttet til plast.

Men la oss skygge over kjønnskrympende grusomheter av plast generelt og begrense omfanget av denne bestrebelsen til de mer presserende toksikologiske aspektene ved 3D-trykt plast.

Her er måtene selve prosessen med 3D-utskrift gjør plasten usunnere enn den er ellers anklaget for å være, og starter med den særegne måten FDM 3D-skrivere pleier å produsere plast på gjenstander.

I slekt: En nybegynnerveiledning til DIY Voron 3D-skrivere: Produksjonskvalitet for massene

Porøsitet og bakteriekolonier

Tradisjonell sprøytestøpt plast er absolutt lufttett fordi gjenstanden er skapt ved å presse materialet inn i en form under ekstremt høyt trykk. Overflatefinishen til slike plastgjenstander er glatt og fri for porer eller sprekker.

På den annen side produseres 3D-trykte objekter ved å stable hundrevis og noen ganger til og med tusenvis av plastlag, med den indre geometrien til selve delene uthulet i en rekke luft lommer.

Den svært porøse naturen til 3D-printede deler gjør dem til kraftige grobunn for dødelige bakterier som salmonella og E.coli. Disse patogenene er kjent for å forårsake kronisk sykdom og er utrolig motstandsdyktige mot de fleste bakteriedrepende midler.

Derfor kreves det at matsikre redskaper bærer glatte, ikke-porøse og enkle å rengjøre overflater, noe som iboende mangler i 3D-printede redskaper.

Mattrygghet og partikkelmigrering

Konseptet med partikkelmigrasjon er en viktig faktor for mattrygghet. Flere hundre nanometer med partikler kan utveksles mellom faste stoffer som interagerer med hverandre og med væsker på mikroskopisk nivå.

Dette er den primære mekanismen der giftige stoffer overføres og utlutes til 3D-printet plast og deretter inn i maten som konsumeres gjennom slike redskaper.

Faktorer som eksponeringens varighet (langtidslagring), friksjon (skrapeskjeer), temperatur (matlaging redskaper), og reaktiviteten til materialene (sur/alkalisk mat) som er involvert, dikterer størrelsen på partikkelen migrasjon. Det er derfor visse reaktive matvarer må oppbevares i glasskrukker, men er fortsatt fine når de konsumeres av metallredskaper.

I slekt: Hvorfor 3D-utskriftsentusiaster bør legge merke til den nye E3D Revo Hot End

Stock messing dyser er giftig

Ting blir ganske varmt i forretningsenden av en 3D-skriver. 3D-modellene dine gjengis til fysiske deler av smeltet filament som presses ut av de varme enden komponentene. Av disse er filamentet i nær kontakt med varmebryteren og munnstykket.

Førstnevnte er vanligvis laget av rustfritt stål, så risikoen for at den leker ut giftige stoffer inn i filamentet er minimal. Imidlertid er lagerdysen vanligvis laget av messing, som er kjent for å lekke spormengder av bly inn i filamentet.

Det er definitivt en no-go fra et helse- og sikkerhetsperspektiv.

Hva med resten av 3D-skriveren?

Messingekstrudergirene som finnes i de fleste vanlige 3D-skrivere fungerer ved å utøve enorme mengder trykk og friksjon på filamentet. I tillegg til messingmunnstykket kan disse også lekke bly inn i 3D-printet plast.

De fleste 3D-skrivere involverer også PTFE-forede rør mellom ekstruderen og de varme endekomponentene. Selv om materialet er matsikkert, inneholder de som brukes i 3D-skrivere tilsetningsstoffer for smøring, som kan være giftige.

Andre komponenter som byggeoverflaten, filamentruller og smøremidler som brukes i 3D-printeren, er ytterligere veier for at skadelige stoffer kan overføres til de utskrevne delene. Å gjøre 3D-printeren din til virkelig matkvalitet er utvilsomt en stor innsats.

I slekt: 3D-modeller for hver Squid-spillkarakter

De fleste filamenter er ikke matsikre

Selv om PLA er utpekt som et biologisk nedbrytbart filament syntetisert fra sukker som finnes i mais eller sukkerrør, forskjellige merker introdusere ulike tilsetningsstoffer for å forbedre trykkbarheten, holdbarheten og andre fysiske egenskaper til de trykte delene. Disse tilsetningsstoffene i seg selv kan være giftige, og dermed gjøre de trykte delene utrygge for mathåndtering.

United States Food and Drug Administration (US FDA) utsteder matsikkerhetsgodkjenninger for kjente filamenter. Og dette er et flott utgangspunkt for å finne ut hvilke filamenter som kan brukes til utskriftsredskaper.

Det anbefales imidlertid å kontrollere godkjenningen på en per filament-basis. Til tross for bekymringene rundt ABS-trykte deler som utvasker styren til mat, rikelig med kommersiell ABS filamenter mottar FDA-nikk, mens noen PLA-filamenter ikke gjør det på grunn av det spesifikke fargepigmentet brukt.

Bare fordi et bestemt merke av ABS er sertifisert som matsikkert, kan du ikke anta at høfligheten strekker seg til ABS-filament fra et annet merke. Ulike fargegjentakelser og tilsetningsblandinger spiller også store roller i FDA-sertifiseringen, så sørg for å sjekke det som står med liten skrift.

Hvordan 3D-printe matsikre redskaper

Nå som vi er inngående klar over farene ved å bruke 3D-printede redskaper til mat, ville vi la være å dra uten å gi noen tips om hvordan 3D-printe deler av matkvalitet.

For det første er det å sørge for en separat 3D-skriver for utskrifter av matkvalitet den mest idiotsikre måten å sikre FDA-overholdelse. Det er et ubeleilig krav fordi giftige stoffer kan henge over flere utskriftssykluser.

Her er noen tips og triks for å forbedre matsikkerheten til 3D-utskriftene dine.

I slekt: Design og 3D-utskrift av dine egne bordplater med en FDM-skriver

Bytt ut messingdeler med rustfritt stål

Når du vet hvordan messingdyser og ekstrudergir potensielt kan introdusere bly i 3D-utskriftene dine, er det å erstatte disse med alternativer i rustfritt stål den enkleste måten å gjøre dem mattrygge. Bare pass på å bruke matsikre deler i rustfritt stål fordi varianter av verktøystål ikke er det samme. Hold deg dessuten unna rustfrie dyser med ekstra non-stick-belegg.

Damputjevning for å fikse porøsitet

Laglinjer er en betydelig medvirkende faktor til porøsiteten til FDM 3D-utskrifter og skaper forhold som bidrar til bakterievekst. Heldigvis kan noen filamenter som ABS, ASA, PETG og HIPS glattes kjemisk.

Dette innebærer delvis å smelte bort laglinjene gjennom prosessen med damputjevning, hvor løsemidler som aceton og etylacetat tillates å reagere med overflaten til 3D-printet deler. Resultatet gir deler med glatte, forseglede overflater som er enkle å rengjøre og mangler overflatearealet som kreves for å være vert for bakteriekolonier.

For filamenter som ikke kan glattes kjemisk, kan det være lurt å redusere laghøyden for å gjøre 3D-utskriften så jevn som mulig. Sliping av overflatene ytterligere bør gjøre dem jevnere. Bare pass på at slipeutstyret ikke tilfører giftige stoffer.

Hold deg til matsikre filamenter

Selv om PLA generelt er matsikker (så lenge produsenten ikke har brukt giftige tilsetningsstoffer eller fargepigmenter), er de 3D-printede delene ikke praktiske for langsiktig mathåndtering. Materialet har en av de laveste varmeavbøyningstemperaturene (HDT). Det betyr at den ikke vil overleve varme drikker eller oppvarmede oppvaskmaskiner.

Den kjemisk inerte naturen til PETG-filament gjør den ideell for mathåndtering, men som PLA mangler den også HDT som kreves for å overleve varm mat og oppvaskmaskinen. PETG kan imidlertid glattes kjemisk. ABS-filamenter gir imidlertid varmebestandige 3D-printede deler som også kan dampglattes.

Eksotiske filamenter som PEI (Ultem-merket) er godkjent av US FDA, men disse kan ikke skrives ut på ikke-kommersielle 3D-skrivere. I mellomtiden er nylon- og polypropylenfilamenter også FDA-kompatibel med mattrygghet.

Det er fortsatt en god idé å sjekke filamentemballasjen for FDA-godkjenning.

I slekt: FDM 3D-skriverinnstillinger og hva de gjør

Bruk Food Safe Dip Coatings

Det er ikke lett å tilpasse skriveren til et helt nytt materiale. I de fleste tilfeller er FDM-skrivere på inngangsnivå ikke engang i stand til å skrive ut materialer som ABS ut av esken. Det gjør dyppebelegg og tetningsmidler til et levedyktig alternativ.

Disse kommer i forskjellige matkvalitetsalternativer, for eksempel polyuretanharpikser, epoksy og PTFE-belegg. Alternativene er praktisk talt uendelige, så sørg for at du gjør due diligence angående FDA-godkjenninger og kompatibilitet med forskjellige filamenter.

Det lønner seg også å sjekke temperaturen og slitestyrken til disse løsningene på forhånd. Du vil ikke bruke et lavtemperaturbelegg for et kaffekrus.

Matsikker 3D-utskrift? Det er mye å vurdere

Konseptet med matsikker 3D-utskrift er ukjent territorium for øyeblikket. Selv om FDA har utført due diligence og utstedt godkjenninger for kjente filamenter, kan den fortsatt ikke kontrollere for ukjente variabler for utskriftstemperatur og uforutsigbare brukstilfeller.

Det som er sertifisert for å være matsikkert er kanskje ikke det samme etter langvarig bruk. Videre er det smartere å redusere matens temperatur, kontakttid, og generelt unngå å pare 3D-printede redskaper med reaktiv mat.

Det er smartere å feile på siden av forsiktighet.

Slik oppgraderer du Ender-3 3D-skriveren og fikser sikkerhetsproblemer

Din Ender-3 prøver kanskje å... drepe deg? Finn ut hvordan du gjør det tryggere og mer pålitelig med disse smarte oppgraderingene.

Les Neste

Om forfatteren