Voedselveilige coatings & sealants voor 3D-geprinte onderdelen

3D-printen stelt ontwerpers in staat unieke componenten en complexe vormen te maken die met standaard productieprocessen ofwel duur of onmogelijk zouden zijn. Veel voedselgerelateerde toepassingen kunnen profiteren van deze voordelen.

Om 3D-geprinte componenten in voedselcontactitems te gebruiken, moet je je bewust zijn van voedselveiligheidsregels en -praktijken.

Die bewustheid helpt je om de accumulatie van giftige chemicaliën en gevaarlijke bacteriën te voorkomen. Lees verder om te begrijpen hoe je 3D-printobjecten voedselveilig kunt maken.

Wat is een voedselveilige coating voor 3D-prints?

Je kunt 3D-printen gebruiken in een breed scala aan voedselveilige materialen. De keuze van materialen blijft uitbreiden naarmate nieuwe printbare materialen beschikbaar komen.

Een voedselveilige coating is cruciaal voor het produceren van deze 3D-modellen, zodat het voedsel dat ze hanteren veilig blijft.

De productie van deze coatings omvat het aanbrengen van een vloeistof of poeder op het oppervlak van een product om andere eigenschappen te geven.

Bepaalde materialentypes worden vaak gebruikt bij de fabricage van driedimensionale dingen. Daaronder vallen polymeren, zoals het meest gebruikte PLA.

Het is essentieel om verschillende factoren te overwegen bij de keuze van je printmateriaal. Ten eerste moet je niet-giftige materialen gebruiken voor voedselcontainers. PET of PETG is ideaal voor deze taak. Als je 3D-geprinte producten niet hoeven te functioneren, kun je goedkope plastic nylon gebruiken.

Hoe maak je 3D-prints voedselveilig? [Voedselveiligheid]

Voedselveilig 3D-printen kan op het eerste gezicht uitdagend lijken. Met de juiste kennis is het echter een redelijk eenvoudig proces.

Hieronder een lijst met de belangrijkste overwegingen voor het waarborgen van de voedselveiligheid van je geprinte objecten:

• Gebruik een gecertificeerd voedselveilig filament
• Gebruik een staalmondstuk op een all-metal hot end
• Reinigen van de hot end
• Upgrade naar een Capricorn PTFE-tube extruder of een direct drive extruder
• Breng een voedselveilige coating op het oppervlak aan (epoxy)
• Voeg 100% infill toe om gaten te verminderen door de laaghogte te verlagen

Laten we nu elk van deze punten kort bespreken.

Gebruik een gecertificeerd voedselveilig filament

Voor voedselveiligheid kun je een goedgekeurd voedselveilig filament gebruiken met een Materiaal Veiligheidsgegevensblad (MSDS) dat aangeeft of het filament FDA-goedgekeurd is.

Geen twee filaments zijn hetzelfde. Hoewel PETG en PLA vaak als voedsel veiliger worden beschouwd (uitgezonderd PLA legergroen) dan ABS of Nylon, zijn ze nog steeds niet geschikt voor voedselcontact tenzij ze gecertificeerd voedselveilig zijn.

Overture Clear PETG Filament (check bij Amazon) is bijvoorbeeld een goede keuze omdat het geen kleurstofadditieven bevat die het filament kunnen besmetten. Hoewel niet FDA-goedgekeurd, wordt het als voedselveilig beschouwd.

Fabrikanten voegen vaak pigmenten of chemische additieven toe aan filaments om sterkte, duurzaamheid of flexibiliteit te verhogen.

PLA+ is een uitstekend voorbeeld hiervan. Om voedselveilige 3D-objecten te printen, gebruik natuurlijk PLA zonder chemische of kleurstofadditieven.

Amazon's eSun Natural PLA 1 KG Filament is een goed startpunt. De markt biedt nog veel meer voedselveilige filaments. Naast Amazon is er Filaments.ca, onder andere markten die een verscheidenheid verkopen.

Verder is Taulman Nylon 680 een premium Nylon-filament voor FDM 3D-printen dat FDA-gecertificeerd is. Het product heeft veel positieve reviews. Het is de beste oplossing voor mechanische onderdelen die zware belasting moeten weerstaan.

Je kunt Nylon 680 ook gebruiken voor het 3D-printen van mokken en kopjes. Nylon verdraagt hoge temperaturen, wat het een ideaal materiaal hiervoor maakt.

Gebruik een staalmondstuk op een all-metal hot end

De meeste budgetvriendelijke 3D-printers, zoals de Creality Ender 3 (check bij Amazon), worden geleverd met een messing extruder-mondstuk en hebben geen all-metal hot end.

Messing mondstukken kunnen lood bevatten, wat dodelijk is bij inname. Om de voedselveiligheid van je 3D-prints te garanderen, raad ik ten zeerste aan om over te schakelen op een roestvrij staal mondstuk en een all-metal hot end te gebruiken.

De MicroSwiss All-Metal Hot-end Kit is een goede keuze voor diverse 3D-printers, waaronder de Ender 3, de CR-10 (check bij Amazon), etc.

Reinigen van de hot end

Een schone hot end hoort standaard praktijk te zijn voor alle 3D-prints, niet alleen voor die bedoeld voor voedsel.

Het is raadzaam de hot end te polijsten met een contactborstel gedurende ongeveer 3-4 minuten totdat het schoon en vrij is van overgebleven filament of zichtbaar afval.

De OriGlam 3-deels Mini Draadborstel set (check bij Amazon) bevat staal, nylon en messing borstels. We raden aan de hot end te reinigen met de messing borstel. Monteer het mondstuk op je standaard 3D-printtemperatuur om het filament zacht te maken.

Sommigen stellen voor om alles met een heetluchtpistool op te warmen in plaats van materialen dicht bij of aanrakend de hot end. Amazon's Seekone Heetluchtpistool zou prima moeten werken.

Upgrade naar een Capricorn PTFE-tube extruder of een direct drive extruder

Meeste 3D-printspecialisten beweren dat printen zonder PTFE-tubes beter is. Dat komt doordat Teflon kan ontbinden bij extrem hoge printtemperaturen tussen 240°C en 260°C.

Je kunt de PTFE-tube in je 3D-printer inspecteren om te zien of hij vervormd of gesmolten is.

We raden aan je standaard PTFE-buizen te vervangen door Amazon's Capricorn PTFE Buizen, die bijgewerkte printerfittings en een buissnijder bevatten.

De buizen hebben aanzienlijk betere hittebestendigheid en verschlechteren niet zo snel als standaard PTFE-buizen.

Je zult hierdoor veel minder problemen ondervinden, wat vertaalt in minder onderhoud op de lange termijn.

Alternatief kun je kiezen voor een Direct Drive extrusietechnologie die geen PTFE-tube vereist om de voedselveiligheid van je 3D-printers te garanderen.

Breng een voedselveilige coating op het oppervlak aan (epoxy)

Een van de beste methoden om onderdelen voedselveilig te maken is ze te behandelen met een voedselveilig coatingmateriaal zoals epoxyhars. Amazon's Alumilite Amazing Clear Cast is een topgewaardeerd product met een 4,7/5,0 score en veel positieve reviews.

Het product is met succes gebruikt om voedselveilige 3D-prints te maken. Het is een tweedelige transparante coating & giethars die je in een 1:1 verhouding mengt.

De standaardprocedure is om het beeld eerst te schuren om draden of afval te verwijderen, daarna gelijke delen hars en gietmateriaal mengen. Bestrijk je print met hars en laat 3-4 dagen drogen. Zorg ervoor dat de hars volledig uitgehard is voordat je hem gebruikt.

Voeg 100% infill toe om gaten te verminderen door de laaghogte te verlagen

Gebruik slicer-instellingen om je voedselveilige 3D-geprinte producten te maken. Het hoofddoel is het minimaliseren van gaten of scheuren die bacteriën kunnen herbergen.

Om hierbij te helpen, begin met een laaghogte van 0,4 mm in plaats van de typische 0,2 mm.

Daarnaast kun je dergelijke gaten sluiten door meer infill te gebruiken waar dat zinvol is. Voldoende boven- en onderdikte, inclusief genoeg wanddikte, zou moeten resulteren in meer voedselveilige versies zonder gaten of gaten.

Daarnaast zal het verhogen van de Flow Rate om het geëxtrudeerde materiaal te vergroten resulteren in overlappende lagen, wat een nog meer waterdichte en stevige 3D-print zonder gaten oplevert.

Hoe PLA voedselveilig afdichten?

De beste keuze om de kans op deeltjesmigratie en bacteriegroei te minimaliseren is door de 3D-print te dipcoaten. Je kunt een polyurethane hars of voedselgraad epoxy gebruiken om het oppervlak van de print te bedekken.

Hierbij vallen ArtResin, Masterbond's EP42HT-2FG, of een FDA-goedgekeurd PTFE (vaak aangeduid als Teflon®) om het oppervlak te verzegelen.

De coating garandeert echter geen voedselveiligheid voor langdurig gebruik. Dat komt doordat niet alle coatings vaatwasbestendig zijn en zich over tijd kunnen verschlechteren. Zo blootleggen ze het onderliggende, mogelijkerwijs onveilige oppervlak.

Welke epoxy is voedselveilig?

Je kunt PLA voedselveilig maken door het te bedekken met een FDA-goedgekeurde epoxyhars, zoals Polyurethane (een typisch materiaal in de productie van plastic flessen en andere klassieke voedselcontainers), dat gemakkelijk verkrijgbaar is in elk lokale hobbywinkeltje.

De beste aanpak om PLA voedselveilig te maken is om het te bedekken met een voedselgraad epoxyhars. PLA heeft wel enkele nadelen. De meest opvallende is dat ze minder robuust zijn en niet erg hittebestendig.

Hoewel je er een in een winkel in de buurt kunt vinden, zijn er ook uitstekende alternatieven online beschikbaar.

De ideale voedselveilige coating voor 3D-prints is een voedselgraad epoxyhars waarmee je de laaglijnen van je model kunt bedekken. Een ander idee is het aanbrengen van voedselgraad silicone op het model.

Bestaat er een voedselgraad hars?

Je hebt ongetwijfeld ongelooflijke aanrechtplanken, eettafels en keukenaccessoires gezien met afwerkingen alsof ze met een beetje oceaan van kleur zijn besproeid.

Een synthetische hars die hoofdzakelijk als lijmcomponent wordt gebruikt, is het geheim achter deze truc. Uitgeharde harsen zoals ZDSticky en Art Resin bieden een ideale voedselveilige epoxy.

De harsen zijn FDA-goedgekeurd en bevatten geen vluchtige organische stoffen. Daardoor zijn ze een uitstekende optie voor het behandelen van harde houten oppervlakken of keukenwerkbladen.

Dit betekent dat wanneer de uitgeharde hars wordt gebruikt, er geen schadelijke chemicaliën in het voedsel lopen waar het in contact mee komt.

Conclusie

Gebruikers kunnen nu eenvoudig functionele keukenapparatuur thuis maken met 3D-printen.

De grootste zorg bij 3D-geprinte objecten is voedselveiligheid, aangezien zelfs de beste prints microscopische kraken en spleten hebben waar bacteriën zich kunnen verzamelen en vermenigvuldigen.

Als je 3D-printobjecten wilt ontwerpen die in contact komen met voedsel – kijk niet verder dan de complete lijst met wat je moet overwegen om voedselveiligheid tijdens het printproces te garanderen.