¿Los utensilios impresos en 3D son de calidad alimentaria? He aquí cómo hacerlos seguros para los alimentos

Las impresoras 3D de bajo costo como la Creality Ender-3 han hecho que la fabricación aditiva sea accesible para la gente común. Pero la comida es lo único que la gente disfruta más que fabricar objetos de plástico a medida desde la comodidad de sus hogares.

Es natural que estas dos actividades se crucen en forma de utensilios impresos en 3D. Desafortunadamente, los dos van juntos al igual que el vinagre y la lejía. En otras palabras, los recipientes de comida impresos en 3D son lo suficientemente tóxicos como para matarte lentamente.

Siga leyendo para descubrir por qué es así y qué puede hacer para solucionar el problema.

Por qué la impresión 3D no es segura para los alimentos

Los plásticos, en general, ya tienen mala reputación por causar efectos adversos a largo plazo sobre la salud y el bienestar. Hay un montón de advertencias escritas en BPA, ftalatos y otros disruptores endocrinos relacionados con el plástico.

Pero pasemos por alto el horrores de encogimiento genital de los plásticos en general y restringir el alcance de este esfuerzo a los aspectos toxicológicos más urgentes de los plásticos impresos en 3D.

Estas son las formas en que el mismo proceso de impresión 3D hace que los plásticos sean más insalubres de lo que son de lo contrario acusado de serlo, comenzando por la forma peculiar en que las impresoras 3D FDM tienden a fabricar plástico objetos.

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Porosidad y colonias bacterianas

Los plásticos moldeados por inyección tradicionales son absolutamente herméticos porque el objeto se crea forzando el material en un molde a una presión extremadamente alta. El acabado de la superficie de dichos objetos de plástico es suave y sin poros ni hendiduras.

Por otro lado, los objetos impresos en 3D se fabrican apilando cientos y, a veces, incluso miles. de capas de plástico, con la geometría interna de las piezas mismas que se ahuecan en numerosos elementos de aire bolsillos

La naturaleza altamente porosa de las piezas impresas en 3D las convierte en un potente caldo de cultivo para bacterias mortales como la salmonela y la E. coli. Se sabe que estos patógenos causan enfermedades crónicas y son increíblemente resistentes a la mayoría de los agentes germicidas.

Por lo tanto, se requiere que los utensilios aptos para alimentos tengan superficies lisas, no porosas y fáciles de limpiar, lo cual es inherentemente deficiente en los utensilios impresos en 3D.

Seguridad alimentaria y migración de partículas

El concepto de migración de partículas es un factor importante en la seguridad alimentaria. Se pueden intercambiar varios cientos de nanómetros de partículas entre sólidos que interactúan entre sí y con líquidos a nivel microscópico.

Este es el mecanismo principal por el cual las sustancias tóxicas se transfieren y se lixivian en plásticos impresos en 3D y, posteriormente, en los alimentos consumidos a través de dichos utensilios.

Factores como la duración de la exposición (almacenamiento a largo plazo), la fricción (cucharas raspadoras), la temperatura (cocción utensilios), y la reactividad de los materiales (alimentos ácidos / alcalinos) involucrados dictan la magnitud de la partícula migración. Es por eso que ciertos alimentos reactivos deben almacenarse en frascos de vidrio, pero aún están bien cuando se consumen en utensilios de metal.

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Las boquillas de latón originales son tóxicas

Las cosas se ponen bastante calientes en el lado comercial de una impresora 3D. Sus modelos 3D se convierten en partes físicas mediante un filamento fundido que se expulsa de los componentes del extremo caliente. De estos, el filamento está en estrecho contacto con el rompedor y la boquilla.

El primero suele estar hecho de acero inoxidable, por lo que el riesgo de que filtre sustancias tóxicas en el filamento es mínimo. Sin embargo, la boquilla de stock generalmente está hecha de latón, que se sabe que filtra pequeñas cantidades de plomo en el filamento.

Definitivamente, eso no es posible desde la perspectiva de la salud y la seguridad.

¿Qué pasa con el resto de la impresora 3D?

Los engranajes de la extrusora de latón que se encuentran en las impresoras 3D más comunes funcionan ejerciendo una gran cantidad de presión y fricción sobre el filamento. Además de la boquilla de latón, también pueden filtrar plomo en plásticos impresos en 3D.

La mayoría de las impresoras 3D también incluyen tubos revestidos de PTFE entre la extrusora y los componentes del extremo caliente. Si bien ese material es apto para alimentos, los que se utilizan en las impresoras 3D contienen aditivos para la lubricación, que pueden ser tóxicos.

Otros componentes como la superficie de construcción, los rollos de filamento y los lubricantes utilizados en la impresora 3D son vías adicionales para que las sustancias nocivas se transfieran a las piezas impresas. Hacer que su impresora 3D sea verdaderamente de calidad alimentaria es, sin duda, un esfuerzo hercúleo.

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La mayoría de los filamentos no son aptos para alimentos

Aunque el PLA se promociona como un filamento biodegradable sintetizado a partir de azúcares que se encuentran en el maíz o la caña de azúcar, diferentes marcas introducir varios aditivos para mejorar la capacidad de impresión, la durabilidad y otras características físicas de las piezas impresas. Estos aditivos en sí mismos pueden ser tóxicos, lo que hace que las piezas impresas no sean seguras para la manipulación de alimentos.

La Administración de Drogas y Alimentos de los Estados Unidos (FDA de los Estados Unidos) emite aprobaciones de seguridad alimentaria para filamentos de renombre. Y este es un excelente punto de partida para descubrir qué filamentos se pueden usar para los utensilios de impresión.

Sin embargo, se recomienda verificar la aprobación por filamento. A pesar de las preocupaciones que rodean a las piezas impresas de ABS que filtran estireno en los alimentos, existe una gran cantidad de ABS comercial Los filamentos reciben el visto bueno de la FDA, mientras que algunos filamentos de PLA no lo hacen en virtud del pigmento de color específico. usó.

Solo porque una marca particular de ABS está certificada como segura para alimentos, no puede asumir que la cortesía se extiende al filamento ABS de otra marca. Las diferentes iteraciones de color y las mezclas de aditivos también juegan un papel importante en la certificación de la FDA, así que asegúrese de revisar la letra pequeña.

Cómo imprimir en 3D utensilios aptos para alimentos

Ahora que somos íntimamente conscientes de los peligros de usar utensilios impresos en 3D para alimentos, sería negligente irnos sin dar algunos consejos sobre cómo imprimir en 3D piezas aptas para alimentos.

Para empezar, el aprovisionamiento de una impresora 3D separada para impresiones de calidad alimentaria es la forma más infalible de garantizar el cumplimiento de la FDA. Ese es un requisito inconveniente porque las sustancias tóxicas pueden permanecer durante varios ciclos de impresión.

A continuación, se incluyen algunos consejos y trucos para mejorar la seguridad alimentaria de sus impresiones en 3D.

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Reemplace las piezas de latón con acero inoxidable

Sabiendo cómo las boquillas de latón y los engranajes de la extrusora pueden introducir plomo en sus impresiones 3D, reemplazarlas con alternativas de acero inoxidable es la forma más fácil de convertirlas en alimentos seguros. Solo asegúrese de usar piezas de acero inoxidable aptas para alimentos porque las variantes de acero para herramientas no son iguales. Además, manténgase alejado de las boquillas de acero inoxidable con revestimientos antiadherentes adicionales.

Suavizado de vapor para arreglar la porosidad

Las líneas de capa son un factor que contribuye significativamente a la porosidad de las impresiones 3D FDM y crean condiciones propicias para el crecimiento bacteriano. Afortunadamente, algunos filamentos como ABS, ASA, PETG y HIPS se pueden suavizar químicamente.

Esto implica derretir parcialmente las líneas de la capa a través del proceso de suavizado con vapor, donde Se permite que los disolventes como la acetona y el acetato de etilo reaccionen con la superficie del material impreso en 3D. partes. El resultado produce piezas con superficies lisas y selladas que son fáciles de limpiar y carecen del área de superficie necesaria para albergar colonias de bacterias.

Para los filamentos que no se pueden suavizar químicamente, es posible que desee reducir la altura de la capa para que la impresión en 3D sea lo más suave posible. Lijar aún más las superficies debería hacerlas más suaves. Solo asegúrese de que el equipo de lijado no introduzca sustancias tóxicas.

Apéguese a los filamentos aptos para alimentos

Si bien el PLA es generalmente apto para alimentos (siempre que el fabricante no haya utilizado aditivos tóxicos o pigmentos de color), las piezas impresas en 3D no son prácticas para la manipulación de alimentos a largo plazo. El material tiene una de las temperaturas de deflexión térmica más bajas (HDT). Eso significa que no sobrevivirá a las bebidas calientes ni a los ciclos de lavavajillas calientes.

La naturaleza químicamente inerte del filamento PETG lo hace ideal para la manipulación de alimentos, pero al igual que el PLA, también carece del HDT necesario para sobrevivir a los alimentos calientes y al lavavajillas. Sin embargo, PETG se puede suavizar químicamente. Sin embargo, los filamentos de ABS producen piezas impresas en 3D resistentes al calor que también se pueden suavizar con el vapor.

Los filamentos exóticos como PEI (marca Ultem) han sido aprobados por la FDA de EE. UU., Pero no se pueden imprimir en impresoras 3D no comerciales. Mientras tanto, los filamentos de nailon y polipropileno también cumplen con las normas de seguridad alimentaria de la FDA.

Sigue siendo una buena idea comprobar el embalaje del filamento para obtener la aprobación de la FDA.

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Utilice recubrimientos por inmersión aptos para alimentos

No es fácil adaptar su impresora a un material completamente nuevo. En la mayoría de los casos, las impresoras FDM de nivel de entrada ni siquiera son capaces de imprimir materiales como ABS listos para usar. Eso hace que los selladores y recubrimientos por inmersión sean una alternativa viable.

Estos vienen en diferentes opciones de grado alimenticio, como resinas de poliuretano, epoxis y recubrimientos de PTFE. Las opciones son prácticamente infinitas, así que asegúrese de realizar la debida diligencia con respecto a las aprobaciones de la FDA y la compatibilidad con varios filamentos.

También vale la pena comprobar de antemano la temperatura y la resistencia a la abrasión de estas soluciones. No conviene utilizar un revestimiento de baja temperatura para una taza de café.

¿Impresión 3D segura para alimentos? Hay mucho que considerar

El concepto de impresión 3D segura para alimentos es un territorio inexplorado en este momento. Aunque la FDA ha estado realizando la debida diligencia y emitiendo aprobaciones para filamentos de renombre, aún no puede controlar las variables desconocidas de la temperatura de impresión y los casos de uso impredecibles.

Lo que está certificado como apto para alimentos puede no ser lo mismo después de un uso prolongado. Además, es más inteligente reducir la temperatura de los alimentos, el tiempo de contacto y, en general, evitar emparejar utensilios impresos en 3D con alimentos reactivos.

Es más inteligente pecar de cauteloso.

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