3D-печать для контакта с едой: материалы и меры предосторожности
Можно ли есть из напечатанной посуды? Разбираем требования к материалам, особенности PLA и риски FDM, SLA и SLS.
Аддитивные технологии пришли в пищевую отрасль с двух сторон. Первая — печать самих продуктов: шоколада, мяса, рыбы, десертов. Вторая — изготовление предметов, которые с едой соприкасаются: тарелок, столовых приборов, упаковки. Во втором случае изделие должно быть безопасным для пищевых продуктов. Ниже речь пойдёт о полимерах: керамика и металлы тоже бывают пищевыми, но пластик удобнее, особенно вне промышленного производства.
Что значит «безопасный для пищевых продуктов»
Так называют материал, который может напрямую контактировать с пищей без вреда для неё. Конкретные требования зависят от назначения и от страны. В США их устанавливает FDA в разделе 21 Свода федеральных правил (CFR 21), где описаны вещества для одноразовых и многоразовых изделий. В Евросоюзе полимерные материалы и изделия регулирует документ 10/2011.
В общем виде к изделию предъявляют такие требования:
- не допускать миграции вредных веществ в пищу
- не менять цвет, запах и вкус продуктов
- оставаться безопасным при обычном использовании
- быть прочным, стойким к коррозии и не впитывать влагу
- выдерживать многократное мытьё
- иметь гладкую, легко очищаемую поверхность без трещин и острых внутренних углов
- не скалываться, не царапаться, не деформироваться и не разлагаться
PLA: формально да, на практике с оговорками
Самый распространённый материал домашней печати ценят за простоту и биоразлагаемость при подходящих условиях. Чистый PLA без красителей и добавок FDA относит к безопасным. Но окрашенная нить — другое дело: из добавок могут выделяться химические вещества.
Есть и иные ограничения. Низкая температура плавления делает PLA непригодным для всего, что нагревается: кружек для кофе, посуды для микроволновой печи. По той же причине изделия нельзя мыть в посудомоечной машине, то есть как следует отмыть их не получится. Чтобы избежать бактериального загрязнения, такие предметы стоит считать одноразовыми.
Другие подходящие полимеры
В перечень FDA входят также полипропилен, PETG, PA11, PA12 и силикон. Для PETG действует то же условие, что и для PLA: безопасна только нить без красителей и прочих добавок. Эти материалы считаются более надёжным выбором, чем PLA. Кроме того, отдельные производители, например BASF и igus, выпускают собственные линейки материалов, отвечающих пищевым требованиям.
Важно понимать: пищевой материал ещё не гарантирует пищевого изделия. Многое зависит от того, как именно оно напечатано.
FDM: на что обратить внимание
Послойное наплавление остаётся самой массовой технологией, и именно ею чаще всего печатают предметы для кухни. Здесь несколько источников риска.
- Сопло. Стандартные латунные сопла могут содержать следы свинца. Безопаснее нержавеющая сталь, одобренная FDA.
- Тракт подачи. Хотэнд не должен содержать трубки из PTFE: тефлон токсичен при высоких температурах. Рекомендуется директ-экструдер, а не боуден.
- Чистота. Перед печатью принтер тщательно очищают от остатков прежних материалов, которые могут быть токсичными; заодно это препятствует размножению бактерий.
Даже при соблюдении всех условий остаётся главный недостаток технологии — зазоры между слоями, в которых скапливаются бактерии. Поэтому FDM-изделия советуют использовать однократно либо подвергать постобработке.
Защитное покрытие
Чистовая обработка и нанесение пищевого покрытия — эпоксидной смолы или силикона — закрывают щели и пустоты. Получается водонепроницаемая поверхность, к которой не пристаёт еда и которую легко мыть. Однако покрытие со временем изнашивается, так что даже многоразовое изделие не стоит держать в длительном контакте с продуктами или использовать слишком часто.
SLA и SLS
Печать фотополимерной смолой пищевой не считается: смола токсична, хотя поверхность получается более гладкой, чем при FDM. С безопасным покрытием такие изделия использовать всё же можно. Лазерное спекание порошка выглядит предпочтительнее многих других процессов, особенно при работе с нейлоном, поскольку нет проблем сопел и смол. Но детали остаются пористыми, и запечатывающее покрытие для них тоже настоятельно рекомендуется.
Итог таков: напечатать предмет для контакта с едой — формочку для печенья или столовый прибор — реально, но только при внимательном подборе материала, подготовке принтера и постобработке. Риск при этом полностью не исчезает, и меры предосторожности должны стоять на первом месте.