Os utensílios impressos em 3D são de qualidade alimentar? Veja como torná-los seguros para alimentos

Impressoras 3D de baixo custo, como a Creality Ender-3, tornaram a manufatura aditiva acessível ao povo. Mas comida é algo que as pessoas mais gostam do que fazer objetos de plástico feitos sob medida no conforto de suas casas.

É natural que essas duas buscas se cruzem na forma de utensílios impressos em 3D. Infelizmente, os dois vão juntos, bem como vinagre e alvejante. Em outras palavras, os recipientes de alimentos impressos em 3D são tóxicos o suficiente para matá-lo lentamente.

Continue lendo para descobrir por que esse é o caso e o que você pode fazer para contornar o problema.

Por que a impressão 3D não é segura para alimentos

Os plásticos, em geral, já têm uma má reputação por causar efeitos adversos de longo prazo na saúde e no bem-estar. Existem resmas de advertências escritas em BPAs, ftalatos e outros desreguladores endócrinos ligados ao plástico.

Mas vamos encobrir o horrores de encolhimento genital de plásticos em geral e restringe o escopo desse esforço aos aspectos toxicológicos mais urgentes dos plásticos impressos em 3D.

Aqui estão as maneiras pelas quais o próprio processo de impressão 3D torna os plásticos mais insalubres do que são de outra forma acusado de ser, começando com a maneira peculiar como as impressoras 3D FDM tendem a fabricar plástico objetos.

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Porosidade e colônias bacterianas

Os plásticos moldados por injeção tradicionais são absolutamente herméticos porque o objeto é criado ao forçar o material para dentro de um molde sob pressão extremamente alta. O acabamento da superfície de tais objetos de plástico é liso e desprovido de poros ou fendas.

Por outro lado, os objetos impressos em 3D são fabricados empilhando centenas e às vezes até milhares de camadas de plástico, com a geometria interna das próprias peças sendo escavadas em numerosos ar bolsos.

A natureza altamente porosa das peças impressas em 3D as torna criadouros potentes para bactérias mortais como a salmonela e a E.coli. Esses patógenos são conhecidos por causar doenças crônicas e são incrivelmente resistentes à maioria dos agentes germicidas.

Portanto, os utensílios adequados para alimentos devem ter superfícies lisas, não porosas e fáceis de limpar, o que falta inerentemente nos utensílios impressos em 3D.

Segurança Alimentar e Migração de Partículas

O conceito de migração de partículas é um fator importante na segurança alimentar. Várias centenas de nanômetros de partículas podem ser trocadas entre sólidos interagindo uns com os outros e com líquidos em um nível microscópico.

Este é o principal mecanismo pelo qual as substâncias tóxicas são transferidas e lixiviadas em plásticos impressos em 3D e, subsequentemente, nos alimentos consumidos por meio de tais utensílios.

Fatores como a duração da exposição (armazenamento a longo prazo), fricção (colheres para raspar), temperatura (cozimento utensílios) e a reatividade dos materiais (alimentos ácidos / alcalinos) envolvidos ditam a magnitude da partícula migração. É por isso que certos alimentos reativos devem ser armazenados em potes de vidro, mas ainda estão bem quando consumidos em utensílios de metal.

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Bicos de latão de estoque são tóxicos

As coisas ficam bem complicadas no lado comercial de uma impressora 3D. Seus modelos 3D são renderizados em partes físicas por filamento derretido forçado para fora dos componentes da extremidade quente. Destes, o filamento está em contato próximo com o dissipador de calor e o bico.

O primeiro é geralmente feito de aço inoxidável, de modo que o risco de lixiviar substâncias tóxicas para o filamento é mínimo. No entanto, o bocal de estoque é geralmente feito de latão, que é conhecido por lixiviar traços de chumbo para o filamento.

Isso é definitivamente um impedimento do ponto de vista de saúde e segurança.

E quanto ao resto da impressora 3D?

As engrenagens da extrusora de latão encontradas nas impressoras 3D mais comuns funcionam exercendo grandes quantidades de pressão e fricção no filamento. Além do bocal de latão, eles também podem infiltrar chumbo em plásticos impressos em 3D.

A maioria das impressoras 3D também envolve tubos revestidos de PTFE entre a extrusora e os componentes da extremidade quente. Embora esse material seja adequado para alimentos, os usados ​​em impressoras 3D contêm aditivos para lubrificação, que podem ser tóxicos.

Outros componentes, como a superfície de construção, rolos de filamento e lubrificantes usados ​​na impressora 3D, são caminhos adicionais para a transferência de substâncias nocivas para as peças impressas. Tornar sua impressora 3D verdadeiramente de qualidade alimentar é, sem dúvida, um esforço hercúleo.

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A maioria dos filamentos não são seguros para alimentos

Embora o PLA seja apresentado como um filamento biodegradável sintetizado a partir de açúcares encontrados no milho ou na cana-de-açúcar, diferentes marcas introduzir vários aditivos para melhorar a capacidade de impressão, durabilidade e outras características físicas das peças impressas. Esses aditivos podem ser tóxicos, tornando as partes impressas inseguras para o manuseio de alimentos.

A Food and Drug Administration (US FDA) emite aprovações de segurança alimentar para filamentos de renome. E este é um ótimo ponto de partida para descobrir quais filamentos podem ser usados ​​para utensílios de impressão.

No entanto, é aconselhável verificar a aprovação por filamento. Apesar das preocupações em torno das peças impressas de ABS por lixiviação de estireno em alimentos, há muito ABS comercial filamentos recebem o aceno do FDA, enquanto alguns filamentos de PLA não, em virtude do pigmento de cor específico usado.

Só porque uma determinada marca de ABS é certificada como segura para alimentos, você não pode presumir que a cortesia se estende ao filamento de ABS de outra marca. Diferentes iterações de cores e combinações de aditivos também desempenham papéis importantes na certificação do FDA, portanto, certifique-se de verificar as letras miúdas.

Como imprimir utensílios seguros para alimentos em 3D

Agora que estamos intimamente cientes dos perigos do uso de utensílios impressos em 3D para alimentos, seria negligente em sair sem dar algumas dicas sobre como imprimir peças de qualidade alimentar em 3D.

Para começar, provisionar uma impressora 3D separada para impressões de qualidade alimentar é a maneira mais infalível de garantir a conformidade com a FDA. Esse é um requisito inconveniente porque as substâncias tóxicas podem durar vários ciclos de impressão.

Aqui estão algumas dicas e truques para melhorar a segurança alimentar de suas impressões 3D.

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Substitua as peças de latão por aço inoxidável

Saber como os bicos de latão e as engrenagens da extrusora podem potencialmente introduzir chumbo em suas impressões 3D, substituí-los por alternativas de aço inoxidável é a maneira mais fácil de torná-los seguros para alimentos. Apenas certifique-se de usar peças de aço inoxidável para alimentos, porque as variantes de aço para ferramentas não são as mesmas. Além disso, fique longe de bicos de aço inoxidável com revestimentos antiaderentes adicionais.

Suavização de vapor para corrigir a porosidade

As linhas de camada são um fator que contribui significativamente para a porosidade das impressões 3D FDM e criam condições favoráveis ​​ao crescimento bacteriano. Felizmente, alguns filamentos como ABS, ASA, PETG e HIPS podem ser suavizados quimicamente.

Isso envolve o derretimento parcial das linhas de camada por meio do processo de alisamento de vapor, onde solventes como acetona e acetato de etila podem reagir com a superfície do material impresso em 3D partes. O resultado produz peças com superfícies lisas e vedadas que são fáceis de limpar e não possuem a área de superfície necessária para hospedar colônias bacterianas.

Para filamentos que não podem ser suavizados quimicamente, você pode reduzir a altura da camada para tornar a impressão 3D o mais suave possível. Lixar ainda mais as superfícies deve torná-las mais lisas. Apenas certifique-se de que o equipamento de lixar não introduz substâncias tóxicas.

Atenha-se a Filamentos Seguros para Alimentos

Embora o PLA seja geralmente seguro para alimentos (contanto que o fabricante não use aditivos tóxicos ou pigmentos de cor), as peças impressas em 3D não são práticas para o manuseio de alimentos a longo prazo. O material tem uma das mais baixas temperaturas de deflexão de calor (HDT). Isso significa que não sobreviverá a bebidas quentes ou a ciclos de lava-louças aquecidos.

A natureza quimicamente inerte do filamento PETG o torna ideal para o manuseio de alimentos, mas, como o PLA, também carece do HDT necessário para sobreviver a alimentos quentes e à máquina de lavar louça. No entanto, o PETG pode ser suavizado quimicamente. Filamentos de ABS, no entanto, produzem peças impressas em 3D resistentes ao calor que também podem ser suavizadas com vapor.

Filamentos exóticos como PEI (marca Ultem) foram aprovados pelo FDA dos EUA, mas não podem ser impressos em impressoras 3D não comerciais. Enquanto isso, os filamentos de nylon e polipropileno também estão em conformidade com a segurança alimentar da FDA.

Ainda é uma boa ideia verificar a embalagem do filamento para obter a aprovação do FDA.

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Use revestimentos de imersão seguros para alimentos

Não é fácil adaptar sua impressora a um material totalmente novo. Na maioria dos casos, as impressoras FDM de nível básico nem mesmo são capazes de imprimir materiais como ABS prontos para uso. Isso torna os revestimentos por imersão e selantes uma alternativa viável.

Eles vêm em diferentes opções de grau alimentício, como resinas de poliuretano, epóxis e revestimentos de PTFE. As opções são virtualmente infinitas, portanto, certifique-se de fazer a devida diligência em relação às aprovações do FDA e à compatibilidade com vários filamentos.

Também vale a pena verificar a temperatura e a resistência à abrasão dessas soluções com antecedência. Você não quer usar um revestimento de baixa temperatura para uma caneca de café.

Impressão 3D segura para alimentos? Há muito a considerar

O conceito de impressão 3D segura para alimentos é um território desconhecido no momento. Embora o FDA tenha conduzido a devida diligência e emitido aprovações para filamentos de renome, ele ainda não pode controlar variáveis ​​desconhecidas de temperatura de impressão e casos de uso imprevisíveis.

O que é certificado como seguro para alimentos pode não ser o mesmo após o uso prolongado. Além disso, é mais inteligente reduzir a temperatura dos alimentos, o tempo de contato e geralmente evitar o emparelhamento de utensílios impressos em 3D com alimentos reativos.

É mais inteligente errar por excesso de cautela.

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