We właściwościach niektórych filamentów wspominamy ich przydatność do kontaktu z żywnością. Jest to prawda i kilka kilka z nich możemy uważać za bezpieczne przy kontakcie z żywnością lub dopuszczone w przemyśle spożywczym (tylko niektórzy producenci posiadają odpowiednie certyfikaty), ale nadal konieczna jest odpowiednia powłoka, aby zapewnić wydrukom pełne bezpieczeństwo przy kontakcie z żywnością. Spójrzmy dlaczego jest to tak ważne, jak zrobić to prawidłowo i czego unikać podczas całego tego procesu.

Ważne przepisy

Na początek wspomnijmy o przepisach: W Europie obowiązuje rozporządzenie nr 10/2011 w sprawie materiałów i wyrobów z tworzyw sztucznych przeznaczonych do kontaktu z żywnością, w USA obowiązuje Kodeks CFR 21 nadzorowany przez FDA. Istnieje sporo materiałów określanych jako przydatne do kontaktu z żywnością, jednak tylko kilku producentów przeszło rygorystyczny i kosztowny proces certyfikacji. Ogólnie rzecz biorąc, materiały certyfikowane są droższe. Jeśli potrzebujesz materiałów do kontaktu z żywnością do swojej firmy, powinny Cię interesować przede wszystkim materiały z odpowiednimi certyfikatami.

Filamenty przeznaczone do kontaktu z żywnością

Przyjrzyjmy się materiałom (nie) zdatnym do kontaktu z żywnością. Jak już wspomnieliśmy, masz również możliwość zakupienia filamentów z certyfikatem (np. PLA od Filaments.ca). Niektóre filamenty powinny być bezpieczne nawet bez certyfikatu, np. PLA, PETG lub PP. Z drugiej strony, inne są raczej niebezpieczne i nie powinny być w ogóle używane do bezpośredniego kontaktu z żywnością, np. większość filamentów ABS lub ASA. Niestety, sprawa komplikuje się bardziej, ponieważ musimy jeszcze wziąć pod uwagę barwniki stosowane przy produkcji materiałów. Nawet potencjalnie bezpieczne filamenty mogą zawierać niebezpieczne pigmenty, które mogą okazać się zagrożeniem przy kontakcie z żywnością. Dlatego zalecamy poproszenie producenta o wykaz użytych dodatków lub użycie filamentu naturalnego, bez barwników. Większość naszych Prusamentów PLA i PETG (wyłączając PLA Army Green)* zawiera nieorganiczne, niemigrujące pigmenty, które powinny być bezpieczne, jednak pamiętaj, że nie mamy na to żadnych certyfikatów. Jeśli używasz naszych filamentów do drukowania przedmiotów, które mają mieć kontakt z żywnością, ich przeznaczenie powinno być wyłącznie osobiste, nie na sprzedaż.

*Producent naszych barwników potwierdził, że następujące kolory powinny być bezpieczne w kontakcie z żywnością: PLA Galaxy Black, PLA Galaxy Silver, PLA Azure Blue, PLA Lipstick Red, PLA Galaxy Purple, PLA Jet Black, PLA Prusa Orange, PLA Pineapple yellow, PLA Royal Blue, PLA Ms. Pink, PLA Opal Green, PLA Pearl mouse, PETG Jet Black, PETG Prusa Orange, PETG Signal White, PETG Carmine Red, PETG Yellow Gold, PETG Urban Grey, PETG Ultramarine Blue, PETG Galaxy Black, PETG Pistachio Green oraz PETG Terracotta Light.

Przygotowanie drukarki 3D

Po wybraniu odpowiedniego filamentu musimy przygotować drukarkę. Po pierwsze powinna być utrzymywana w najwyższej czystości (zarówno z zewnątrz, jak i wewnątrz). Jeśli nie masz pewności, czy hotend jest czysty, możesz wykonać cold pull. Rozważ również wymianę dyszy mosiężnej na dyszę ze stali nierdzewnej: dysze mosiężne (a nawet dysze ze stali utwardzanej) mogą stanowić zagrożenie dla zdrowia ze względu na obecność ołowiu w materiale. Niektóre źródła podają również, że nie należy drukować przy użyciu ekstrudera wyposażonego w rurkę PTFE, ze względu na toksyczność Teflonu w wysokich temperaturach. Wydziela on jednak niewielkie ilości toksycznych substancji powyżej 240°C i znacznie większe powyżej 260°C. PTFE nie stanowi więc prawdziwego zagrożenia podczas drukowania PLA i PETG. Jeśli wolisz być po bezpiecznej stronie, możesz użyć specjalnego ekstrudera bez rurki PTFE.

Żaden wydruk nie jest bezpieczny bez powłoki

Wybór filamentu i odpowiednie przygotowanie drukarki to dopiero początek. Wydruk sam w sobie nigdy nie będzie całkowicie zdatny do kontaktu z żywnością, z jednego prostego powodu – obiekty wytworzone w technologii FFF mają szczeliny między warstwami, które mogą stanowić miejsca do rozwoju bakterii i grzybów, powodujących choroby. Oczywiście możesz to zminimalizować zmniejszając wysokość warstwy oraz zwiększając gęstość wypełnienia do 100%, jednak rezultat nigdy nie będzie wystarczająco dobry. Powierzchnia powinna być tak gładka, jak to możliwe. Niestety, nie osiągniemy tego przez wygładzanie chemiczne: ASA i ABS są w większości niezbyt bezpieczne, a PLA/PETG mogą być wygładzane tylko przy pomocy groźnych chemikaliów. Również efekt wygładzania nie jest nigdy idealny – może powodować wytwarzanie drobnych bąbelek, które mogą gromadzić bakterie. Przygotowaliśmy prosty test, który pozwoli uświadomić zagrożenia związane z wydrukami bez powłok: wydrukowaliśmy trzy kubki z PLA. Pierwszy pozostał bez obróbki, drugi został wygładzony chloroformem, a trzeci pokryty żywicą epoksydową. Zasymulowaliśmy również jego normalne użycie, nalewając mleka co dwa dni i myjąc ciepłą wodą po kilku minutach lub godzinach. Po 14 dniach pobraliśmy wymaz z powierzchni i hodowaliśmy obecne tam bakterie na płytkach agarowych z pożywką LB przez 7 dni. Jak widzisz, wydruk nieobrobiony spisał się najgorzej (kolonia bakterii jest największa), a żywica epoksydowa dała najlepsze rezultaty (brak kolonii).

Metoda ta została zainspirowana testem przeprowadzonym na Uniwersytecie w Nowym Sadzie, wspomnianym w filmie autorstwa My Tech Fun.

Negatywna grupa kontrolna pochodziła z wyhodowania wymazu ze świeżo wydrukowanego kubka z PLA (bez udziału mleka), pozytywna pochodziła z powierzchni zlewu. Kolonie bakterii zaobserwowane w grupie negatywnej mogą pochodzić z powietrza lub innego źródła.

Bezpieczeństwo przede wszystkim

Oczywiste jest, że musimy pokryć powierzchnię, aby była zwarta, gładka i łatwo zmywalna. Można to osiągnąć przejrzystą żywicą epoksydową przeznaczoną do kontaktu z żywnością. Weź jednak pod uwagę, że obowiązują tu pewne zasady! Nieprzestrzeganie ich może doprowadzić do zanieczyszczenia, a nawet zatrucia żywności.

Żywice to zazwyczaj materiały toksyczne i nie powinny mieć kontaktu z żywnością, a wszystkie żywice epoksydowe są toksyczne w formie płynnej! Podobnie do filamentów, wiele żywic powinno być bezpiecznych do kontaktu z żywnością po utwardzeniu. Większość z nich nie ma jednak certyfikatów i nie nadaje się do użytku komercyjnego. Zalecamy używać tych zatwierdzonych, nawet jeśli kosztują więcej. My użyliśmy Efkoresin Art UV, która ma certyfikat zgodny z rozporządzeniem UE 10/2011.

Ponownie ostrzegamy, że używanie niecertyfikowanych żywic nie jest bezpieczne! Szczególnie, jeśli wykorzystujesz druk 3D zarobkowo i sprzedajesz klientom produkty przeznaczone do kontaktu z żywnością!

Ostatnim aspektem, który należy mieć na uwadze jest toksyczność nieutwardzonej żywicy (dotyczy to również tych certyfikowanych). Jeśli nie jest utwardzona wystarczająco dobrze, może pozostać toksyczna! Musisz przestrzegać zaleceń producenta, ponieważ nieprawidłowy stosunek żywicy do utwardzacza również może powodować jej toksyczność. Kolejny raz musimy również podkreślić, że płynne żywice są toksyczne – noś rękawiczki i maskę oddechową z filtrem (np. półmaskę lakierniczą), aby zapobiegać alergiom i innym problemom zdrowotnym.

Jeśli będziesz przestrzegać zasad wspomnianych wyżej, możesz mieć pewność, że drukowane w 3D naczynia kuchenne będą prawdziwie bezpieczne w kontakcie z żywnością. Pamiętaj jednak, że wydruki pokryte żywicą mają pewne ograniczenia w porównaniu do zwykłych. Mamy na myśli odporność na zużycie i temperaturę: proces ten nie sprawdza się do wytwarzania desek do krojenia (przez podatność na porysowanie) lub naczyń używanych w wysokiej temperaturze, np. do gorących zup, do użytku w mikrofalówkach lub zmywarkach (więcej o deformacji materiału w naszym artykule o wyżarzaniu).

Czy technologia SLA nadaje się do kontaktu z żywnością?

Możesz zapytać o użycie żywic SLA do drukowania naczyń lub powłok do kontaktu z żywnością. Cóż, krótko mówiąc: to nie jest dobry pomysł. Większość żywic SLA jest toksyczna zarówno w formie płynnej, jak i po utwardzeniu. Żywice są również bardzo podatne na zużycie (formując bardzo drobny proszek na powierzchni). Istnieje kilka żywic dentystycznych lub o ograniczonym zapachu, ale są one produkowane do specjalnych zastosowań, co podnosi ich ceny. Jeśli chcesz drukować naczynia, lepiej zostać przy drukarkach FFF, używając powłok z zatwierdzonych żywic epoksydowych.

Mamy nadzieję, że dowiedliśmy, że drukowanie naczyń do kontaktu z żywnością nie jest tak proste, jak „zwykłych” modeli. Musisz przestrzegać wielu szczegółowych zasad, aby upewnić się, że wydruk nie jest toksyczny lub pokryty patogenami. Jest to szczególnie ważne, jeśli wykorzystujesz drukowanie zarobkowo. Pewne jest jednak, że pokrywanie modeli powłokami dopuszczonymi do kontaktu z żywnością otwiera zupełnie nowe możliwości wykorzystania druku 3D.

Zwróć uwagę, że te same metody mogą być wykorzystane do stworzenia wydruków 3D o zupełnie różnych zastosowaniach, ale o podobnych wymaganiach. Na przykład, możesz wyobrazić sobie akcesoria do akwarium, których powierzchnie musisz pokryć, aby zapobiec rozwijaniu się alg.

Spróbuj stworzyć wydruk przeznaczony do kontaktu z żywnością i pokaż nam rezultat. Nie zapominaj jednak: bezpieczeństwo przede wszystkim! I jak zwykle – udanego drukowania!