Garantir des revêtements et scellants alimentaires pour pièces imprimées en 3D

L'impression 3D permet aux concepteurs de créer des composants uniques et des formes complexes qui seraient soit coûteux, soit impossibles à produire avec les procédés de fabrication standards. De nombreuses applications alimentaires peuvent tirer parti de ces avantages.

Cependant, pour utiliser des composants imprimés en 3D dans des objets en contact avec les aliments, vous devez connaître les règles et pratiques de sécurité alimentaire.

Cette connaissance vous aidera à éviter l'accumulation de produits chimiques toxiques et de bactéries dangereuses. Continuez la lecture pour comprendre comment rendre vos objets imprimés en 3D conformes aux normes alimentaires.

Qu'est-ce qu'un revêtement alimentaire pour impressions 3D ?

Vous pouvez utiliser l'impression 3D avec une grande variété de matériaux alimentaires. Le choix des matériaux continue de s'élargir à mesure que de nouveaux deviennent imprimables.

Un revêtement alimentaire est essentiel pour la fabrication de ces modèles 3D afin de garantir que les aliments qu'ils manipulent restent sûrs.

La fabrication de ces revêtements implique l'application d'un liquide ou d'une poudre sur la surface d'un produit pour lui conférer d'autres qualités.

Certains types de matériaux sont fréquemment employés dans la fabrication d'objets tridimensionnels. Parmi eux, les polymères, comme le PLA le plus utilisé.

Il est essentiel de considérer plusieurs facteurs lors du choix du matériau de votre imprimante. Pour commencer, vous devez utiliser des matériaux non toxiques pour vos contenants alimentaires. Le PET ou le PETG est donc idéal pour cette tâche. Si vos produits imprimés en 3D ne sont pas fonctionnels, vous pouvez utiliser le nylon plastique bon marché.

Comment rendre les impressions 3D alimentaires ? [Sécurité alimentaire]

L'impression 3D alimentaire peut sembler difficile au premier abord. Cependant, avec les bonnes connaissances, c'est un processus relativement simple.

Voici la liste des points clés à considérer pour garantir la sécurité alimentaire de vos objets imprimés :

• Utiliser un filament certifié alimentaire
• Utiliser une buse en acier sur une hotend tout métal
• Nettoyer la hotend
• Passer à un tube PTFE Capricorn ou un extrudeur direct
• Appliquer un revêtement alimentaire sur la surface (Époxy)
• Ajouter 100 % de remplissage pour réduire les espaces en diminuant les hauteurs de couche

Examinons brièvement chacun de ces points.

Utiliser un filament certifié alimentaire

Pour la sécurité alimentaire, vous pouvez utiliser un filament alimentaire approuvé avec une Fiche de Données de Sécurité (FDS) indiquant si le filament est approuvé par la FDA.

Deux filaments ne sont pas identiques. Bien que beaucoup considèrent le PETG et le PLA comme plus alimentaires (hors PLA vert armée) que l'ABS ou le Nylon, ils ne conviennent toujours pas au contact alimentaire sauf s'ils sont certifiés alimentaires.

Le filament PETG transparent Overture (disponible sur Amazon), par exemple, est un choix approprié car il ne contient pas d'additifs colorants qui pourraient contaminer le filament. Bien que non approuvé par la FDA, il est considéré comme alimentaire.

Les fabricants ajoutent couramment des pigments ou des additifs chimiques aux filaments pour augmenter leur résistance, durabilité ou flexibilité.

Le PLA+ en est un excellent exemple. Pour imprimer des objets 3D alimentaires, utilisez du PLA naturel sans ajouts chimiques ou colorants.

Le filament PLA naturel eSun 1 KG d'Amazon est un bon point de départ. Le marché propose une gamme d'autres filaments alimentaires. Outre Amazon, il y a Filaments.ca, entre autres, qui en vendent une variété.

De plus, le Taulman Nylon 680 est un filament Nylon premium pour l'impression 3D FDM certifié FDA. Le produit a reçu de nombreux avis positifs. C'est la meilleure solution pour les pièces mécaniques qui doivent résister à une manipulation sévère.

Vous pouvez également utiliser le Nylon 680 pour l'impression 3D de mugs et tasses. Le nylon tolère les hautes températures, ce qui en fait un matériau idéal pour cet usage.

Utiliser une buse en acier sur une hotend tout métal

La majorité des imprimantes 3D abordables, comme la Creality Ender 3 (disponible sur Amazon), sont livrées avec une buse d'extrusion en laiton et n'incluent pas de hotend tout métal.

Les buses en laiton peuvent contenir du plomb, qui est mortel en cas d'ingestion. Pour garantir la sécurité alimentaire de vos impressions 3D, je recommande vivement de passer à une buse en acier inoxydable et d'utiliser une hotend tout métal.

Le kit Hotend tout métal MicroSwiss est un bon choix pour diverses imprimantes 3D, dont l'Ender 3, la CR-10 (disponible sur Amazon), etc.

Nettoyer la hotend

Maintenir une hotend propre devrait être une pratique standard pour toutes les impressions 3D, pas seulement celles destinées à l'alimentaire.

Il est conseillé de polir la hotend avec une brosse de contact pendant environ 3 à 4 minutes jusqu'à ce qu'elle soit propre et exempte de tout filament résiduel ou débris visible.

Le set de 3 mini brosses métalliques OriGlam (disponible sur Amazon) comprend des brosses en acier, nylon et laiton. Nous recommandons de nettoyer la hotend avec la brosse en laiton. Montez la buse à votre température d'impression standard pour ramollir le filament.

Certains proposent même de tout chauffer avec un pistolet thermique au lieu de matériaux proches ou touchant la hotend. Le pistolet à air chaud Seekone d'Amazon devrait convenir.

Passer à un tube PTFE Capricorn ou un extrudeur direct

La plupart des spécialistes de l'impression 3D affirment qu'imprimer sans tubes PTFE est préférable. C'est parce que le Téflon peut se dégrader lors de l'impression à des températures extrêmement élevées entre 240 °C et 260 °C.

Vous pouvez inspecter le tube PTFE de votre imprimante 3D pour voir s'il s'est déformé ou fondu.

Nous recommandons de remplacer votre tube PTFE standard par le tube PTFE Capricorn d'Amazon, qui inclut des raccords d'imprimante mis à jour et un coupe-tube.

Ces tubes ont une résistance à la chaleur substantiellement meilleure et ne se dégradent donc pas aussi rapidement que les tubes PTFE standards.

Vous devriez rencontrer bien moins de difficultés grâce à cette mise à niveau, ce qui se traduit par moins de maintenance à long terme.

Alternativement, vous pouvez opter pour une technologie d'extrusion directe qui ne nécessite pas de tube PTFE pour garantir la sécurité alimentaire de vos imprimantes 3D.

Appliquer un revêtement alimentaire sur la surface (Époxy)

L'une des meilleures méthodes pour rendre les pièces alimentaires est de les traiter avec un revêtement en matériau alimentaire comme la résine époxy. L'Alumilite Amazing Clear Cast d'Amazon est un produit très bien noté avec une note globale de 4,7/5,0 et de nombreux avis positifs.

Le produit a été utilisé avec succès pour générer de l'impression 3D alimentaire. C'est une résine de revêtement et de coulée transparente en deux parties que vous mélangez dans un rapport 1:1.

La procédure standard consiste à poncer d'abord la sculpture pour éliminer les fils ou débris, puis mélanger à parts égales la résine et le durcisseur. Appliquez sur votre impression et laissez sécher 3 à 4 jours. Avant d'utiliser la résine, assurez-vous qu'elle a complètement durci.

Ajouter 100 % de remplissage pour réduire les espaces en diminuant les hauteurs de couche

Utilisez les paramètres du trancheur (slicer) pour aider à créer vos produits imprimés en 3D alimentaires. L'objectif principal est de minimiser l'apparition de tout espace ou fissure qui pourrait abriter des bactéries.

Pour aider à cela, commencez par utiliser une hauteur de couche de 0,4 mm au lieu des 0,2 mm habituels.

De plus, vous pouvez combler ces espaces en utilisant des quantités plus importantes de remplissage là où cela a du sens. Avoir des épaisseurs supérieures et inférieures, y compris suffisamment de parois, devrait aboutir à des versions plus alimentaires sans espaces ni trous.

De plus, augmenter le débit (Flow Rate) pour augmenter le matériau extrudé entraînera un chevauchement des couches, créant une impression 3D encore plus étanche et robuste sans espaces.

Comment sceller le PLA pour le rendre alimentaire ?

Le meilleur choix pour minimiser la possibilité de migration de particules et de croissance bactérienne est le trempage (dip coating) de l'impression 3D. Vous pouvez utiliser une résine polyuréthane ou un époxy alimentaire pour recouvrir la surface de l'impression.

Parmi eux : ArtResin, EP42HT-2FG de Masterbond, ou un PTFE approuvé par la FDA (souvent appelé Teflon®) pour sceller sa surface.

Cependant, le revêtement ne garantit pas la sécurité alimentaire pour une utilisation prolongée. C'est parce que tous les revêtements ne sont pas compatibles lave-vaisselle et peuvent se dégrader avec le temps. Ainsi, ils finissent par exposer la surface sous-jacente, potentiellement non sûre.

Quel époxy est alimentaire ?

Vous pouvez rendre le PLA alimentaire en le recouvrant d'une résine époxy approuvée par la FDA, comme le Polyuréthane (un matériau typique dans la fabrication de bouteilles en plastique et autres contenants alimentaires classiques), facilement disponible dans n'importe quel magasin de loisirs créatifs.

La meilleure approche pour rendre le PLA alimentaire est de le recouvrir d'une résine époxy alimentaire. Le PLA a cependant plusieurs inconvénients. Le plus notable est qu'il est moins robuste et pas très résistant à la chaleur.

Bien que vous puissiez en trouver dans un magasin près de chez vous, d'excellentes alternatives sont disponibles en ligne.

Le revêtement alimentaire idéal pour les impressions 3D est une résine époxy alimentaire qui recouvre les lignes de couches de votre modèle. Une autre idée est d'appliquer du silicone alimentaire sur le modèle.

Existe-t-il une résine alimentaire ?

Vous avez certainement vu des plans de travail, tables de salle à manger et ustensiles de cuisine incroyables avec des finitions qui semblent avoir été éclaboussées d'un océan de couleur.

Une résine synthétique principalement employée comme composant adhésif est le secret derrière ce tour de passe-passe. Les résines durcies comme ZDSticky et Art Resin fournissent un époxy alimentaire idéal.

Ces résines sont approuvées par la FDA et ne contiennent aucun composé organique volatil. Par conséquent, elles sont une excellente alternative pour traiter toutes les surfaces en bois dur ou les plans de travail de cuisine.

Cela implique que lorsque la résine durcie est utilisée, elle ne libérera pas de produits chimiques nocifs dans les aliments avec lesquels elle entre en contact.

Conclusion

Les utilisateurs peuvent désormais créer facilement des équipements de cuisine fonctionnels à la maison grâce à l'impression 3D.

La préoccupation la plus importante concernant les objets imprimés en 3D est la sécurité alimentaire, car même les meilleures impressions ont des fissures et crevasses microscopiques où les bactéries peuvent se rassembler et proliférer.

Si vous voulez concevoir des objets imprimés en 3D qui entreront en contact avec les aliments – ne cherchez pas plus loin que la liste complète de ce que vous devez considérer pour garantir la sécurité alimentaire pendant le processus d'impression.