3D プリント用の食品に安全なコーティングとシーラント

3D プリントを使用すると、設計者は、標準的な製造プロセスでは高価または不可能な独自のコンポーネントや複雑な形状を作成できます。多くの食品関連アプリケーションは、これらの利点から利益を得ることができます.

ただし、食品に接触するアイテムで 3D プリントされたコンポーネントを使用するには、食品安全の規則と慣行に注意する必要があります。

その意識は、有毒な化学物質や危険な細菌の蓄積を避けるのに役立ちます.この記事を読み続けて、3D プリント オブジェクトを食品グレードの安全なものにする方法を理解してください。

3D プリントの食品に安全なコーティングとは?

食品に安全なさまざまな素材で 3D プリントを使用できます。ここでも、新しいものが印刷可能になるにつれて、材料の選択肢が拡大し続けています.

食品に安全なコーティングは、これらの 3D モデルを製造するために重要であり、扱う食品の安全性を確保します。

これらのコーティングの製造では、製品の表面に液体または粉末を塗布して、他の品質を付与します。

立体物の製作には、特定の種類の材料がよく使用されます。その中には、最も使用されている PLA などのポリマーがあります。

プリンターの素材を決定する際には、いくつかのことを考慮することが不可欠です。まず、食品容器には毒性のない素材を使用する必要があります。したがって、PET または PETG はこのタスクに最適です。 3D プリント製品が機能しない場合は、安価なプラスチック ナイロンを使用できます。

3D プリントを食品に安全にするにはどうすればよいですか? [食の安全]

食品に安全な 3D プリントは、最初は難しいように見えるかもしれません。ただし、正しいノウハウがあれば、かなり簡単なプロセスです。

以下は、印刷物の食品の安全性を確保する際に考慮すべき重要な事項のリストです:

• 認定された食品に安全なフィラメントを使用
• 全金属製のホット エンドにスチール ノズルを使用する
• ホットエンドのクリーニング
• Capricorn PTFE チューブ押出機またはダイレクト ドライブ押出機にアップグレード
• 表面に食品に安全なコーティング (エポキシ) を利用する
• 100% のインフィルを追加して、レイヤーの高さを減らしてギャップを減らします

それでは、これらの問題について簡単に説明しましょう。

認定された食品に安全なフィラメントを使用

食品の安全性については、フィラメントが FDA 承認済みかどうかを示す材料安全データ シート (MSDS) を備えた承認済みの食品安全フィラメントを使用できます。

同じフィラメントは 2 つとありません。 PETG と PLA は、ABS やナイロンよりも食品に安全 (PLA アーミー グリーンを除く) であると多くの人が考えていますが、食品に安全であると認定されていない限り、食品での使用にはまだ適していません.

Overture クリア PETG フィラメント (Amazon でチェック) 、たとえば、フィラメントを汚染する可能性のある着色添加物がないため、適切な選択です。 FDA の承認は受けていませんが、食品に安全と見なされています。 .

メーカーは通常、強度、耐久性、または柔軟性を高めるために、フィラメントに顔料または化学添加物を追加します。

PLA+ はその好例です。食品に安全な 3D オブジェクトを印刷するには、化学薬品や着色料を添加していない天然の PLA を使用してください。

Amazon の eSun Natural PLA 1 KG フィラメントは良い出発点です。とはいえ、市場には、他の食品に安全なさまざまなフィラメントが自慢です。繰り返しになりますが、Amazon の他に、Filaments.ca など、さまざまな市場で販売されています。

さらに、Taulman Nylon 680 は、FDA 認定の FDM 3D プリント用のプレミアム ナイロン フィラメントです。この製品には多くの肯定的なレビューが寄せられています。過酷な取り扱いに耐えなければならない機械部品に最適なソリューションです。

マグカップやカップの 3D プリントにナイロン 680 を使用することもできます。ナイロンは高温に耐えるため、この目的には理想的な素材です。

オールメタルのホット エンドにスチール ノズルを使用する

Creality Ender 3 (Amazon で確認) など、予算にやさしい 3D プリンターの大半 、真鍮の押出機ノズルが付属しており、全金属製のホットエンドは含まれていません.

真鍮のノズルには鉛が含まれている可能性があり、消費すると致命的です。 3D プリントの食品の安全性を確保するために、ステンレス鋼のノズルに切り替え、全金属製のホット エンドを使用することを強くお勧めします。

MicroSwiss All-Metal Hot-end Kit は、Ender 3、CR-10 (Amazon でチェック) など、さまざまな 3D プリンターに適しています。 など

ホットエンドのクリーニング

清潔なホット エンドを維持することは、食品用だけでなく、すべての 3D プリントの標準的な方法です。

ホット エンドをコンタクト ブラシで約 3 ～ 4 分間磨いて、残っているフィラメントや目に見える破片がきれいになるまで磨くことをお勧めします。

OriGlam 3 ピース ミニ ワイヤー ブラシ セット（Amazon でチェック） スチール、ナイロン、真鍮のブラシが含まれます。真鍮ブラシを使用してホットエンドをクリーニングすることをお勧めします。ノズルを標準の 3D プリント温度に合わせて組み立て、フィラメントを柔らかくします。

一部の人々は、ホットエンドに近い、またはホットエンドに触れている材料の代わりに、ヒートガンですべてを加熱することを提案しています. Amazon の Seekone ホット エアー ヒート ガンは正常に動作するはずです。

Capricorn PTFE Tube Extruder または Direct Drive Extruder へのアップグレード

ほとんどの 3D 印刷の専門家は、PTFE チューブを使用しない印刷の方が優れていると主張しています。これは、テフロンが 240°C から 260°C の非常に高い温度で印刷中に崩壊する可能性があるためです。

3D プリンターの PTFE チューブを検査して、何らかの形で反りや融解がないかどうかを確認してください。 .

標準の PTFE チューブを、更新されたプリンター フィッティングとチューブ カッターを含む Amazon の Capricorn PTFE チューブに交換することをお勧めします。

チューブは耐熱性が大幅に向上しているため、標準の PTFE チューブほど早く劣化しません。

このアップグレードにより、問題がはるかに少なくなり、長期的にはメンテナンスが少なくなるはずです。

または、PTFE チューブを必要としないダイレクト ドライブ押出技術を利用することもできます。 3D プリンターの食品の安全性を確保します。

表面に食品に安全なコーティング (エポキシ) を利用する

部品を食品に安全なものにする最良の方法の 1 つは、エポキシ樹脂のような食品に安全な材料のコーティングで部品を処理することです。 Amazon の Alumilite Amazing Clear Cast は、総合評価 4.7/5.0 と多くの肯定的なレビューを獲得した最高評価の製品です。

この製品は、食品に安全な 3D プリントの生成に成功しています。これは、1:1 の比率で組み合わせる 2 部構成の透明コーティング &キャスティング レジンです。

標準的な手順は、最初に彫刻を研磨して糸や破片を取り除き、次に等量のレジンを混ぜてキャストすることです.プリントをレジンで塗り、3～4日乾かします。 レジンを使用する前に、完全に硬化していることを確認してください。

100% のインフィルを追加して、レイヤーの高さを減らしてギャップを減らします

スライサー設定を使用して、食品に安全な 3D プリント製品を作成します。ここでの主な目的は、バクテリアが潜んでいる可能性のある隙間や亀裂の発生を最小限に抑えることです.

これを支援するために、通常の 0.2mm ではなく 0.4mm の層の高さを使用することから始めます。

さらに、必要に応じてより多くの量のインフィルを使用して、このようなギャップを埋めることができます。十分な壁を含めて上部と下部の厚さを確保することで、隙間や穴のない、より食品に安全なバージョンが得られるはずです.

さらに、フロー レートを上げて押し出される材料を増やすと、層が重なり合い、より均一で防水性が高く、隙間のない頑丈な 3D プリントが得られます。

PLA食品を安全に密封するにはどうすればよいですか?

粒子の移動とバクテリアの増殖の可能性を最小限に抑えるための最良の選択は、3D プリントをディップ コーティングすることです。プリントの表面を覆うために、ポリウレタン樹脂または食品グレードのエポキシを使用できます。

これらには、ArtResin、Masterbond の EP42HT-2FG、または表面をシールするための FDA 承認の PTFE (テフロン® と呼ばれることが多い) が含まれます。

ただし、コーティングは、長期間の使用に対する食品の安全性を保証するものではありません。これは、すべてのコーティングが食器洗い機に対応しているわけではなく、時間の経過とともに劣化する可能性があるためです.このようにして、潜在的に危険な表面を露出させてしまいます。

食品に安全なエポキシは?

PLA 食品を FDA 承認のエポキシ樹脂 (プラスチック ボトルやその他の従来の食品容器の製造における典型的な材料) のような、地元の工芸品店で容易に入手できるもので覆うことにより、安全にすることができます。

PLA 食品を安全にする最善の方法は、食品グレードのエポキシ樹脂で覆うことです。ただし、PLA にはいくつかの欠点があります。これらの中で最も注目に値するのは、堅牢性が低く、耐熱性があまり高くないことです.

お近くのショップで見つけられるかもしれませんが、オンラインでいくつかの優れた代替品を入手できます。

3D プリントの理想的な食品安全コーティングは、モデルのレイヤー ラインを覆うことができる食品グレードのエポキシ樹脂です。もう 1 つのアイデアは、食品グレードのシリコンをモデル作成に適用することです。

食品グレードの樹脂はありますか?

色の海が少し飛び散ったかのように見える仕上げの素晴らしいカウンタートップ、ダイニング テーブル、キッチン用品を見たことがあるでしょう。

この仕掛けの秘密は、主に接着剤成分として使われている合成樹脂にあります。 ZDSticky や Art Resin などの硬化樹脂は、食品に安全な理想的なエポキシを提供します。

樹脂は FDA 承認済みで、揮発性有機化合物は一切含まれていません。その結果、硬材の表面やキッチン カウンターを処理するための優れた代替品になります。

これは、硬化した樹脂を使用すると、接触する食品に有害な化学物質が浸出しないことを意味します.

結論

ユーザーは、3D プリントを使用して家庭で機能的な調理器具を簡単に作成できるようになりました。

3D プリントされたオブジェクトに関連する最も重要な懸念事項は、食品の安全性です。これは、最高のプリントでさえ、バクテリアが集まって増殖する可能性のある微細なひびや隙間があるためです。

食品と接触する 3D プリント オブジェクトを設計する場合は、印刷プロセス中に食品の安全性を確保するために考慮する必要があるものの完全なリストを参照してください。 .