Sind 3D-gedruckte Utensilien lebensmittelecht? So machen Sie sie lebensmittelecht

Billige 3D-Drucker wie der Creality Ender-3 haben die additive Fertigung dem einfachen Volk zugänglich gemacht. Aber Essen ist das Einzige, was die Menschen mehr genießen, als maßgeschneiderte Kunststoffgegenstände bequem von zu Hause aus herzustellen.

Es ist nur natürlich, dass sich diese beiden Bestrebungen in Form von 3D-gedruckten Utensilien kreuzen. Leider gehen beides genauso gut zusammen wie Essig und Bleichmittel. Mit anderen Worten, 3D-gedruckte Lebensmittelbehälter sind giftig genug, um Sie langsam zu töten.

Lesen Sie weiter, um herauszufinden, warum dies der Fall ist und was Sie tun können, um das Problem zu umgehen.

Warum 3D-Druck nicht lebensmittelecht ist

Kunststoffe haben im Allgemeinen bereits einen schlechten Ruf, langfristig negative Auswirkungen auf Gesundheit und Wohlbefinden zu haben. Es gibt unzählige Warnungen zu BPAs, Phthalaten und anderen endokrinen Disruptoren im Zusammenhang mit Kunststoff.

Aber lass uns das beschönigen Genitale schrumpfende Schrecken von Kunststoffen im Allgemeinen und beschränken den Umfang dieser Bemühungen auf die dringenderen toxikologischen Aspekte von 3D-gedruckten Kunststoffen.

Hier sind die Möglichkeiten, wie der 3D-Druck selbst Kunststoffe ungesünder macht, als sie sind ansonsten beschuldigt zu werden, angefangen mit der eigentümlichen Art und Weise, wie FDM-3D-Drucker dazu neigen, Kunststoff herzustellen Objekte.

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Porosität und Bakterienkolonien

Herkömmliche spritzgegossene Kunststoffe sind absolut luftdicht, da das Objekt dadurch entsteht, dass das Material unter extrem hohem Druck in eine Form gepresst wird. Die Oberflächenbeschaffenheit solcher Kunststoffgegenstände ist glatt und frei von Poren oder Spalten.

Auf der anderen Seite werden 3D-gedruckte Objekte hergestellt, indem Hunderte und manchmal sogar Tausende gestapelt werden aus Kunststoffschichten, wobei die innere Geometrie der Teile selbst in zahlreiche Luft ausgehöhlt wird Taschen.

Die hochporöse Natur von 3D-gedruckten Teilen macht sie zu einem potenten Nährboden für tödliche Bakterien wie Salmonellen und E.coli. Diese Krankheitserreger sind dafür bekannt, chronische Krankheiten zu verursachen und sind gegenüber den meisten keimtötenden Mitteln unglaublich widerstandsfähig.

Daher müssen lebensmittelechte Utensilien glatte, porenfreie und leicht zu reinigende Oberflächen tragen, was bei 3D-gedruckten Utensilien von Natur aus fehlt.

Lebensmittelsicherheit und Partikelmigration

Das Konzept der Partikelmigration ist ein wichtiger Faktor für die Lebensmittelsicherheit. Zwischen Festkörpern, die untereinander und mit Flüssigkeiten auf mikroskopischer Ebene wechselwirken, können mehrere hundert Nanometer Partikel ausgetauscht werden.

Dies ist der primäre Mechanismus, durch den giftige Substanzen auf 3D-gedruckte Kunststoffe und anschließend in die durch solche Utensilien verzehrten Lebensmittel übertragen und ausgelaugt werden.

Faktoren wie Expositionsdauer (Langzeitlagerung), Reibung (Löffel kratzen), Temperatur (Kochen) Utensilien) und die Reaktivität der beteiligten Materialien (saure/alkalische Lebensmittel) bestimmen die Partikelgröße Migration. Aus diesem Grund müssen bestimmte reaktive Lebensmittel in Gläsern aufbewahrt werden, sind aber dennoch in Ordnung, wenn sie von Metallgeschirr verzehrt werden.

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Messingdüsen auf Lager sind giftig

Am geschäftlichen Ende eines 3D-Druckers wird es ziemlich heiß. Ihre 3D-Modelle werden durch geschmolzenes Filament, das aus den Hot-End-Komponenten herausgedrückt wird, in physische Teile gerendert. Von diesen steht das Filament in engem Kontakt mit dem Heatbreak und der Düse.

Ersteres besteht normalerweise aus Edelstahl, daher ist das Risiko, dass giftige Substanzen in das Filament gelangen, minimal. Die Stoffdüse besteht jedoch normalerweise aus Messing, von dem bekannt ist, dass es Spuren von Blei in das Filament auslaugt.

Aus gesundheitlicher und sicherheitstechnischer Sicht ist das definitiv ein No-Go.

Was ist mit dem Rest des 3D-Druckers?

Die Messing-Extruderzahnräder, die in den meisten gängigen 3D-Druckern zu finden sind, arbeiten, indem sie massiven Druck und Reibung auf das Filament ausüben. Diese können neben der Messingdüse auch Blei in 3D-gedruckte Kunststoffe auslaugen.

Die meisten 3D-Drucker verwenden auch PTFE-ausgekleidete Schläuche zwischen dem Extruder und den Hot-End-Komponenten. Während dieses Material lebensmittelecht ist, enthalten die in 3D-Druckern verwendeten Zusätze zur Schmierung, die giftig sein können.

Andere Komponenten wie die Bauoberfläche, Filamentrollen und Schmiermittel, die im 3D-Drucker verwendet werden, sind zusätzliche Wege, um Schadstoffe in die gedruckten Teile zu übertragen. Ihren 3D-Drucker wirklich lebensmittelecht zu machen, ist zweifellos ein Herkules-Unterfangen.

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Die meisten Filamente sind nicht lebensmittelecht

Obwohl PLA als biologisch abbaubares Filament angepriesen wird, das aus Zuckern in Mais oder Zuckerrohr synthetisiert wird, haben verschiedene Marken verschiedene Additive einführen, um die Bedruckbarkeit, Haltbarkeit und andere physikalische Eigenschaften der gedruckten Teile zu verbessern. Diese Zusatzstoffe selbst können giftig sein, wodurch die bedruckten Teile für den Umgang mit Lebensmitteln unsicher werden.

Die US-amerikanische Food and Drug Administration (US FDA) erteilt Zulassungen für die Lebensmittelsicherheit für renommierte Filamente. Und dies ist ein guter Ausgangspunkt, um herauszufinden, welche Filamente für Druckutensilien verwendet werden können.

Es wird jedoch empfohlen, die Zulassung pro Filament zu überprüfen. Trotz der Bedenken bezüglich ABS-gedruckter Teile, die Styrol in Lebensmittel auslaugen, gibt es viele kommerzielle ABS Filamente erhalten die FDA-Zulassung, während einige PLA-Filamente aufgrund des spezifischen Farbpigments nicht Gebraucht.

Nur weil eine bestimmte ABS-Marke als lebensmittelecht zertifiziert ist, können Sie nicht davon ausgehen, dass sich die Höflichkeit auch auf ABS-Filament einer anderen Marke erstreckt. Verschiedene Farbiterationen und Additivmischungen spielen ebenfalls eine wichtige Rolle bei der FDA-Zertifizierung, also überprüfen Sie unbedingt das Kleingedruckte.

So drucken Sie lebensmittelechte Utensilien in 3D

Jetzt, da wir uns der Gefahren der Verwendung von 3D-gedruckten Utensilien für Lebensmittel genau bewusst sind, würden wir nachlässig gehen, ohne ein paar Tipps zum 3D-Drucken von Teilen in Lebensmittelqualität zu geben.

Für den Anfang ist die Bereitstellung eines separaten 3D-Druckers für lebensmitteltaugliche Drucke der narrensicherste Weg, um die FDA-Konformität sicherzustellen. Dies ist eine unangenehme Voraussetzung, da giftige Substanzen über mehrere Druckzyklen hinweg zurückbleiben können.

Hier sind einige Tipps und Tricks, um die Lebensmittelsicherheit Ihrer 3D-Drucke zu verbessern.

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Messingteile durch Edelstahl ersetzen

Wenn Sie wissen, wie Messingdüsen und Extruderzahnräder möglicherweise Blei in Ihre 3D-Drucke einbringen können, ist der Ersatz durch Edelstahlalternativen der einfachste Weg, um sie lebensmittelecht zu machen. Achten Sie nur darauf, lebensmittelechte Edelstahlteile zu verwenden, denn Werkzeugstahlvarianten sind nicht gleich Werkzeugstahlvarianten. Halten Sie sich außerdem von Edelstahldüsen mit zusätzlichen Antihaftbeschichtungen fern.

Dampfglättung zur Fixierung der Porosität

Schichtlinien tragen wesentlich zur Porosität von FDM-3D-Drucken bei und schaffen Bedingungen, die dem Bakterienwachstum förderlich sind. Glücklicherweise können einige Filamente wie ABS, ASA, PETG und HIPS chemisch geglättet werden.

Dabei werden die Schichtlinien durch den Prozess der Dampfglättung teilweise weggeschmolzen, wobei Lösungsmittel wie Aceton und Ethylacetat werden mit der Oberfläche des 3D-gedruckten Teile. Das Ergebnis sind Teile mit glatten, versiegelten Oberflächen, die leicht zu reinigen sind und denen die erforderliche Oberfläche fehlt, um Bakterienkolonien zu beherbergen.

Bei Filamenten, die nicht chemisch geglättet werden können, möchten Sie möglicherweise die Schichthöhe reduzieren, um den 3D-Druck so glatt wie möglich zu gestalten. Wenn Sie die Oberflächen weiter abschleifen, sollten sie glatter werden. Stellen Sie nur sicher, dass die Schleifausrüstung keine giftigen Substanzen einbringt.

Halten Sie sich an lebensmittelechte Filamente

Während PLA im Allgemeinen lebensmittelecht ist (solange der Hersteller keine giftigen Zusatzstoffe oder Farbpigmente verwendet), sind die 3D-gedruckten Teile für den langfristigen Umgang mit Lebensmitteln nicht praktikabel. Das Material hat eine der niedrigsten Wärmeformbeständigkeitstemperaturen (HDT). Das bedeutet, dass es weder heiße Getränke noch heiße Spülmaschinenzyklen übersteht.

Die chemisch inerte Natur von PETG-Filament macht es ideal für die Handhabung von Lebensmitteln, aber wie PLA fehlt ihm auch das HDT, das erforderlich ist, um heiße Lebensmittel und die Spülmaschine zu überstehen. PETG kann jedoch chemisch geglättet werden. ABS-Filamente ergeben jedoch hitzebeständige 3D-gedruckte Teile, die auch mit Dampf geglättet werden können.

Exotische Filamente wie PEI (Marke Ultem) wurden von der US-amerikanischen FDA zugelassen, können jedoch nicht auf nicht-kommerziellen 3D-Druckern gedruckt werden. Inzwischen sind auch Nylon- und Polypropylen-Filamente FDA-konform zur Lebensmittelsicherheit.

Es ist immer noch eine gute Idee, die Filamentverpackung auf die FDA-Zulassung zu überprüfen.

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Verwenden Sie lebensmittelechte Tauchlacke

Es ist nicht einfach, Ihren Drucker an ein ganz neues Material anzupassen. In den meisten Fällen sind FDM-Drucker der Einstiegsklasse nicht einmal in der Lage, Materialien wie ABS sofort zu drucken. Das macht Tauchlacke und Dichtstoffe zu einer praktikablen Alternative.

Diese sind in verschiedenen lebensmittelechten Optionen erhältlich, wie Polyurethanharze, Epoxide und PTFE-Beschichtungen. Die Optionen sind praktisch endlos, also stellen Sie sicher, dass Sie die FDA-Zulassungen und die Kompatibilität mit verschiedenen Filamenten sorgfältig prüfen.

Außerdem lohnt es sich, die Temperatur- und Abriebfestigkeit dieser Lösungen vorab zu prüfen. Sie möchten keine Niedrigtemperatur-Beschichtung für eine Kaffeetasse verwenden.

Lebensmittelsicherer 3D-Druck? Es gibt viel zu beachten

Das Konzept des lebensmittelsicheren 3D-Drucks ist derzeit Neuland. Obwohl die FDA eine Due Diligence durchgeführt und Zulassungen für renommierte Filamente erteilt hat, kann sie unbekannte Variablen der Drucktemperatur und unvorhersehbare Anwendungsfälle immer noch nicht kontrollieren.

Was als lebensmittelecht zertifiziert ist, kann nach längerem Gebrauch nicht mehr dasselbe sein. Darüber hinaus ist es klüger, die Temperatur und die Kontaktzeit von Lebensmitteln zu reduzieren und im Allgemeinen die Kombination von 3D-gedruckten Utensilien mit reaktiven Lebensmitteln zu vermeiden.

Es ist klüger, auf Nummer sicher zu gehen.

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