Zijn 3D-geprinte gebruiksvoorwerpen Food Grade? Hier leest u hoe u ze voedselveilig kunt maken

Goedkope 3D-printers zoals de Creality Ender-3 hebben additieve fabricage toegankelijk gemaakt voor het gewone volk. Maar eten is het enige waar mensen meer van genieten dan het maken van op maat gemaakte plastic voorwerpen vanuit het comfort van hun huis.

Het is niet meer dan normaal dat deze twee bezigheden elkaar kruisen in de vorm van 3D-geprint gebruiksvoorwerpen. Helaas gaan de twee samen, evenals azijn en bleekmiddel. Met andere woorden, 3D-geprinte voedselcontainers zijn giftig genoeg om je langzaam te doden.

Lees verder om erachter te komen waarom dat het geval is en wat u kunt doen om het probleem te omzeilen.

Waarom 3D-printen niet voedselveilig is

Kunststoffen hebben in het algemeen al een slechte reputatie vanwege het veroorzaken van langdurige nadelige effecten op de gezondheid en het welzijn. Er zijn stapels waarschuwingen geschreven over BPA's, ftalaten en andere hormoonontregelaars die verband houden met plastic.

Maar laten we de verdoezelen genitale krimpende verschrikkingen

van kunststoffen in het algemeen en beperken de reikwijdte van dit streven tot de meer dringende toxicologische aspecten van 3D-geprinte kunststoffen.

Dit zijn de manieren waarop het proces van 3D-printen kunststoffen ongezonder maakt dan ze zijn anders beschuldigd van te zijn, te beginnen met de eigenaardige manier waarop FDM 3D-printers de neiging hebben om plastic te vervaardigen voorwerpen.

Verwant: Een beginnershandleiding voor doe-het-zelf Voron 3D-printers: productiekwaliteit voor de massa

Porositeit en bacteriële kolonies

Traditionele spuitgietkunststoffen zijn absoluut luchtdicht omdat het object ontstaat door het materiaal onder extreem hoge druk in een mal te persen. De oppervlakteafwerking van dergelijke plastic voorwerpen is glad en vrij van poriën of spleten.

Aan de andere kant worden 3D-geprinte objecten vervaardigd door honderden en soms zelfs duizenden te stapelen van plastic lagen, waarbij de interne geometrie van onderdelen zelf wordt uitgehold in talloze lucht zakken.

De zeer poreuze aard van 3D-geprinte onderdelen maakt ze tot krachtige broedplaatsen voor dodelijke bacteriën zoals salmonella en E.coli. Van deze ziekteverwekkers is bekend dat ze chronische ziekten veroorzaken en zijn ongelooflijk veerkrachtig tegen de meeste kiemdodende middelen.

Daarom moeten voedselveilige gebruiksvoorwerpen gladde, niet-poreuze en gemakkelijk te reinigen oppervlakken hebben, wat inherent ontbreekt aan 3D-geprinte gebruiksvoorwerpen.

Voedselveiligheid en deeltjesmigratie

Het concept van deeltjesmigratie is een belangrijke factor in de voedselveiligheid. Enkele honderden nanometers aan deeltjes kunnen worden uitgewisseld tussen vaste stoffen die op microscopisch niveau met elkaar interageren en met vloeistoffen.

Dit is het primaire mechanisme waarmee giftige stoffen worden overgebracht en uitgeloogd op 3D-geprinte kunststoffen en vervolgens in het voedsel dat door dergelijke gebruiksvoorwerpen wordt geconsumeerd.

Factoren zoals blootstellingsduur (langdurige opslag), wrijving (lepels schrapen), temperatuur (koken) keukengerei), en de reactiviteit van de betrokken materialen (zure/alkalische voedingsmiddelen) dicteren de grootte van de deeltjes migratie. Dat is de reden waarom bepaalde reactieve voedingsmiddelen in glazen potten moeten worden bewaard, maar ze zijn nog steeds prima als ze van metalen keukengerei worden geconsumeerd.

Verwant: Waarom liefhebbers van 3D-printen kennis moeten nemen van de nieuwe E3D Revo Hot End

Voorraad messing mondstukken zijn giftig

Het wordt behoorlijk heet aan de zakelijke kant van een 3D-printer. Uw 3D-modellen worden omgezet in fysieke onderdelen door gesmolten filament dat uit de hot-end componenten wordt geperst. Hiervan staat het filament in nauw contact met de heatbreak en het mondstuk.

De eerste is meestal gemaakt van roestvrij staal, dus het risico dat er giftige stoffen in het filament terechtkomen, is minimaal. Het voorraadmondstuk is echter meestal gemaakt van messing, waarvan bekend is dat het sporen van lood in de gloeidraad uitspoelt.

Dat is absoluut een no-go vanuit het oogpunt van gezondheid en veiligheid.

Hoe zit het met de rest van de 3D-printer?

De messing extrudertandwielen die in de meeste 3D-printers worden aangetroffen, werken door enorme hoeveelheden druk en wrijving op het filament uit te oefenen. Naast het messing mondstuk kunnen deze ook lood uitlogen naar 3D-geprinte kunststoffen.

De meeste 3D-printers hebben ook met PTFE beklede buizen tussen de extruder en de hot-end-componenten. Hoewel dat materiaal voedselveilig is, bevatten degenen die in 3D-printers worden gebruikt additieven voor smering, die giftig kunnen zijn.

Andere componenten zoals het bouwoppervlak, filamentrollen en smeermiddelen die in de 3D-printer worden gebruikt, zijn extra mogelijkheden om schadelijke stoffen over te brengen naar de geprinte delen. Uw 3D-printer echt food-grade maken, is ongetwijfeld een gigantische onderneming.

Verwant: 3D-modellen voor elk personage van het inktvisspel

De meeste filamenten zijn niet voedselveilig

Hoewel PLA wordt aangeprezen als een biologisch afbreekbaar filament dat wordt gesynthetiseerd uit suikers in maïs of suikerriet, hebben verschillende merken verschillende additieven introduceren om de bedrukbaarheid, duurzaamheid en andere fysieke kenmerken van de geprinte onderdelen te verbeteren. Deze additieven zelf kunnen giftig zijn, waardoor de bedrukte delen onveilig worden voor het hanteren van voedsel.

De Amerikaanse Food and Drug Administration (US FDA) geeft voedselveiligheidsgoedkeuringen af ​​voor gereputeerde filamenten. En dit is een goed startpunt om erachter te komen welke filamenten kunnen worden gebruikt voor het printen van gebruiksvoorwerpen.

Het is echter aan te raden om de goedkeuring per filament te controleren. Ondanks de zorgen over ABS-bedrukte onderdelen die styreen uitlogen in voedsel, zijn er veel commerciële ABS filamenten krijgen de FDA-knik, terwijl sommige PLA-filamenten dat niet doen vanwege het specifieke kleurpigment gebruikt.

Alleen omdat een bepaald merk ABS als voedselveilig is gecertificeerd, kunt u er niet van uitgaan dat de hoffelijkheid zich uitstrekt tot ABS-filament van een ander merk. Verschillende kleuriteraties en additieve mengsels spelen ook een belangrijke rol bij de FDA-certificering, dus zorg ervoor dat u de kleine lettertjes controleert.

Voedselveilige gebruiksvoorwerpen in 3D printen

Nu we ons terdege bewust zijn van de gevaren van het gebruik van 3D-geprint gebruiksvoorwerpen voor voedsel, zouden we nalatig zijn om te vertrekken zonder een paar tips te geven over het 3D-printen van voedselgeschikte onderdelen.

Om te beginnen is het voorzien van een aparte 3D-printer voor prints van voedingskwaliteit de meest onfeilbare manier om FDA-conformiteit te garanderen. Dat is een onhandige eis omdat giftige stoffen meerdere printcycli kunnen blijven hangen.

Hier zijn enkele tips en trucs om de voedselveiligheid van uw 3D-prints te verbeteren.

Verwant: Uw eigen tafelbladminiaturen ontwerpen en 3D-printen met een FDM-printer

Vervang messing onderdelen door roestvrij staal

Als u weet hoe koperen mondstukken en extrudertandwielen mogelijk lood in uw 3D-prints kunnen introduceren, is het vervangen van deze door roestvrijstalen alternatieven de gemakkelijkste manier om ze voedselveilig te maken. Zorg er wel voor dat u voedselveilige roestvrijstalen onderdelen gebruikt, want varianten van gereedschapsstaal zijn niet hetzelfde. Blijf bovendien uit de buurt van roestvrijstalen spuitmonden met extra antiaanbaklaag.

Vapour Smoothing om de porositeit te herstellen

Laaglijnen zijn een belangrijke factor die bijdraagt ​​aan de porositeit van FDM 3D-prints en creëert omstandigheden die bevorderlijk zijn voor bacteriegroei. Gelukkig kunnen sommige filamenten zoals ABS, ASA, PETG en HIPS chemisch worden gladgemaakt.

Dit omvat het gedeeltelijk wegsmelten van de laaglijnen door het proces van dampafvlakking, waarbij: oplosmiddelen zoals aceton en ethylacetaat mogen reageren met het oppervlak van de 3D-geprinte onderdelen. Het resultaat levert onderdelen op met gladde, afgedichte oppervlakken die gemakkelijk te reinigen zijn en niet het oppervlak hebben dat nodig is om bacteriekolonies te huisvesten.

Voor filamenten die niet chemisch kunnen worden gladgemaakt, wilt u misschien de laaghoogte verkleinen om de 3D-print zo glad mogelijk te maken. Door de oppervlakken verder te schuren, worden ze gladder. Zorg er wel voor dat de schuurapparatuur geen giftige stoffen introduceert.

Blijf bij voedselveilige filamenten

Hoewel PLA over het algemeen voedselveilig is (zolang de fabrikant geen giftige additieven of kleurpigmenten heeft gebruikt), zijn de 3D-geprinte onderdelen niet praktisch voor langdurig gebruik van voedsel. Het materiaal heeft een van de laagste hittedeflectietemperaturen (HDT). Dat betekent dat hij geen warme dranken of verwarmde vaatwassercycli overleeft.

De chemisch inerte aard van PETG-filament maakt het ideaal voor voedselverwerking, maar net als PLA mist het ook de HDT die nodig is om warm voedsel en de vaatwasser te overleven. PETG kan echter chemisch worden gladgemaakt. ABS-filamenten leveren echter hittebestendige 3D-geprinte onderdelen op die ook dampglad kunnen worden gemaakt.

Exotische filamenten zoals PEI (merk Ultem) zijn goedgekeurd door de Amerikaanse FDA, maar deze kunnen niet worden afgedrukt op niet-commerciële 3D-printers. Ondertussen voldoen nylon- en polypropyleenfilamenten ook aan de FDA-voedselveiligheid.

Het is nog steeds een goed idee om de verpakking van het filament te controleren op FDA-goedkeuring.

Verwant: FDM 3D-printerinstellingen en wat ze doen

Gebruik voedselveilige dipcoatings

Het is niet eenvoudig om uw printer aan te passen aan een geheel nieuw materiaal. In de meeste gevallen zijn FDM-printers op instapniveau niet eens in staat om materialen zoals ABS uit de doos af te drukken. Dat maakt dompelcoatings en kitten een levensvatbaar alternatief.

Deze zijn verkrijgbaar in verschillende food-grade opties, zoals polyurethaanharsen, epoxy's en PTFE-coatings. De opties zijn vrijwel eindeloos, dus zorg ervoor dat u de nodige zorgvuldigheid betracht met betrekking tot FDA-goedkeuringen en compatibiliteit met verschillende filamenten.

Het loont ook om vooraf de temperatuur en slijtvastheid van deze oplossingen te controleren. Je wilt geen lage temperatuur coating gebruiken voor een koffiemok.

Voedselveilig 3D printen? Er is veel om over na te denken

Het concept van voedselveilig 3D-printen is op dit moment onontgonnen terrein. Hoewel de FDA due diligence heeft uitgevoerd en goedkeuringen heeft afgegeven voor bekende filamenten, kan het nog steeds geen controle uitoefenen op onbekende variabelen van afdruktemperatuur en onvoorspelbare gebruikssituaties.

Wat als voedselveilig is gecertificeerd, is misschien niet hetzelfde na langdurig gebruik. Bovendien is het slimmer om de voedseltemperatuur en de contacttijd te verlagen en in het algemeen te voorkomen dat 3D-geprint keukengerei wordt gecombineerd met reactief voedsel.

Het is slimmer om voorzichtig te zijn.

Hoe u uw Ender-3 3D-printer kunt upgraden en veiligheidsproblemen kunt oplossen

Je Ender-3 probeert misschien... vermoord jou? Ontdek hoe u het veiliger en betrouwbaarder kunt maken met deze handige upgrades.

Lees volgende

Over de auteur