Czas czytania: 4 min.
Druk 3D już od dawna gości w sferze zastosowań praktycznych. Jest i tam, gdzie pojawia się żywność, czyli foremki do ciastek, kubki, lejki, talerzyki piknikowe czy akcesoria kuchenne. Ale czy filamenty rzeczywiście nadają się do kontaktu z jedzeniem i czy zawsze towarzyszy temu zwyczajny, zdrowy rozsądek? W teorii bywa, że tak. W praktyce zaś… no właśnie. Dziś przyglądamy się temu dość kontrowersyjnemu tematowi z perspektywy chemicznej i technologicznej.
Artykuł powstał we współpracy z autorem zewnętrznym i jest publikowany gościnnie poza naszym standardowym procesem redakcyjnym. Traktuj go jako materiał uzupełniający.
Dlaczego filamenty do kontaktu z żywnością są ważne?
Drukarka 3D i jedzenie to nie tyle temat do dyskusji na temat wygody i praktyczności, co w pierwszej kolejności na temat bezpieczeństwa konsumentów. W tym kontekście pozwalamy już sobie mówić bowiem o potencjalnych konsumentach, a nie tylko użytkownikach drukarek 3D. Filamenty mogą wydzielać substancje szkodliwe, zwłaszcza w kontakcie z ciepłymi, tłustymi lub kwaśnymi produktami spożywczymi. Dodatkowo wydruki mogą sprzyjać rozwojowi bakterii w mikroszczelinach między warstwami materiału.
Reakcje druku 3D z żywnością i zagrożenia
Nawet, gdy wydruk 3D wygląda solidnie, estetycznie i bez plastikowego “włosia” przypominającego pędy w warzywnej zupie, to kontakt filamentu z żywnością wiąże się z ryzykiem tak chemicznym, jak i mikrobiologicznym. Wiele filamentów zawiera dodatki poprawiające kolor, elastyczność czy odporność na promieniowanie UV. Te domieszki, a wśród nich barwniki, plastyfikatory i stabilizatory termiczne zwyczajnie “migrują” do żywności. Dzieje się tak szczególnie w kontakcie z ciepłymi, kwaśnymi i tłustymi produktami. Nawet materiały oznaczone jako biodegradowalne (np. popularny filament PLA) mogą zawierać dodatki bez jasnego składu chemicznego. Dodajmy do tego fakt warunków dla rozwoju mikroorganizmów – z uwagi na warstwową strukturę druku modele 3D mają trudne do czyszczenia mikroszczeliny. Wreszcie potencjalne zanieczyszczenia z dysz i ekstrudera zwyczajnie nie pozwalają oznaczyć drukarki jako “food safe”. O ile nowa drukarka 3D z pudełka, na przykład zakupiona w Botland, to gwarancja bezpieczeństwa w tym kontekście, o tyle to każdy egzemplarz używany mógł przecież wcześniej pracować z filamentem zawierającym włókno węglowe lub inne, szkodliwe pierwiastki i związki. Porowatość i struktura warstwowa w druku 3D niesie równie ważne implikacje. Skoro druk FDM buduje model warstwa po warstwie, to nawet w profesjonalnych modelach pojawiają się mikroszczeliny między kolejnymi warstwami. Te szczeliny zatrzymują resztki jedzenia, są trudne do dokładnego wyczyszczenia i sprzyjają namnażaniu bakterii, pleśni i grzybów. Powiedzmy to jasno: zanieczyszczenia wtórne z drukarki, nawet przy prawidłowej eksploatacji, sprawiają, że większość drukarek 3D po prostu nie jest projektowana z myślą o kontaktach z żywnością. Elementy mające bezpośredni kontakt z filamentem to często miedź, ołów i smary techniczne. Nikt nie życzy sobie tego w swoim jedzeniu.
Filamenty dobre, czyli food safe
Okej, nie jest zupełnie tak, że nie istnieją relatywnie bezpieczne filamenty – oczywiście przy zachowaniu ścisłej higieny i użyciu certyfikowanego materiału. Istnieje pewna grupa, która nada się do jednorazowych form do ciast, lejków czy kuchennych narzędzi pomocniczych.
PLA (Food Grade PLA)
Biodegradowalny, wykonany z surowców roślinnych (np. kukurydza, trzcina cukrowa).
W czystej postaci może być „food grade”. Neutralny zapach, łatwy w druku. Minusy to niska odporność termiczna, bowiem deformuje się już powyżej ~55°C. Zawsze zwracaj uwagę, czy nie zawiera barwników i dodatków, które nie mają certyfikatów spożywczych. Łatwo absorbuje wilgoć, a wydruki nie są odporne na mycie w zmywarce.
PETG (Food Safe PETG)
Trwały, odporny na wodę, tłuszcze i większość chemikaliów spożywczych. Lepsza odporność termiczna niż PLA, bo radzi sobie nawet przy ~70–80°C. PET, jego “krewny”, jest używany powszechnie w opakowaniach do żywności. Sęk w tym, że nie każdy PETG jest „food safe” i po raz kolejny wszystko zależy od domieszek. To stwierdzenie akurat można powtórzyć mówiąc o jakimkolwiek filamencie. Podczas druku może powstawać lekki zapach i opary, więc warto drukować w dobrze wentylowanym pomieszczeniu i może być trudniejszy do szlifowania czy uszczelnienia – to owa wspomniana przy PLA porowatość.
PP (Polipropylen)
Nie jest tak, że im dalej z listą, tym bardziej zbliżamy się do coraz bardziej dyskusyjnych filamentów w kontekście żywności. Polipropylen to akurat materiał stosowany w przemyśle spożywczym i spotkamy go wszędzie tam, gdzie pojawiają się pojemniki wielorazowe, wieczka czy słomki. Sam w sobie jest chemicznie obojętny i nie wchodzi w reakcję z jedzeniem. Niska absorpcja wilgoci, bardzo dobra odporność chemiczna. Wady? W kontekście użytkowym będą to kiepska przyczepność, łatwa deformacja i zwyczajnie ograniczona paleta wyboru, bo nie jest tak popularny na rynku filamentów.
Odpadają natomiast:
- ABS (toksyczny styren),
- żywice UV (toksyczność i brak certyfikatów),
- filamenty z domieszkami drewna czy metalu, bowiem w środowisku konsumenckim to wręcz nieprzewidywalna chemia.
Jeżeli Twojego filamentu nie ma na tej krótkiej liście, w tym np. filamentu ASA, to znaczy, że zwyczajnie odradzamy. Łatwo stąd wywnioskować, że większość raczej się nie nada lub wręcz stanowi zagrożenie dla zdrowia.
Twój świat druku 3D w jednym miejscu
Drukarki 3D, filamenty, części i akcesoria do druku 3D oraz szeroki wybór elektroniki, Arduino, Raspberry Pi i robotyki. Sprawdź pełną ofertę Botland.
Druk 3D i żywność - jak to w końcu jest?
Druk 3D w kontekście kontaktu z żywnością to temat budzący kontrowersje ze względów chemicznych i technologicznych. Choć niektóre filamenty, takie jak certyfikowany PLA, PETG czy PP, teoretycznie nadają się do zastosowań spożywczych, to w praktyce bezpieczeństwo zależy od mnóstwa czynników. Wśród nich wymieniamy jakość samego filamentu, czystość drukarki, rodzaj dyszy, higienę druku i wszystko, co tyczy się dalszej obróbki. Porowatość modeli FDM i ryzyko zanieczyszczenia z poprzednich wydruków sprawiają, że trudno mówić o pełnym bezpieczeństwie. Dlatego – jak słusznie zauważają praktycy – najlepszym podejściem jest unikać stosowania wydruków 3D w bezpośrednim kontakcie z żywnością, a jeśli już, to jedynie w ograniczonym, jednorazowym i pośrednim zakresie jako foremki do wykrawania lub lejki. Najlepszym dowodem na to, jak trudne jest zapewnienie pełnego bezpieczeństwa druku 3D w kontekście kontaktu z żywnością jest fakt, że trudno o producenta elementów eksploatacyjnych drukarek takich jak dysze czy zębatki ekstrudera, który zadeklarowałby je jako 100% food safe. Bezpieczny druk spożywczy wymaga higienicznie odseparowanego systemu druku, który w praktyce w typowym środowisku amatorskim nie istnieje. Wszystko to wciąż smakowity sen z science-fiction, na którego realizację przyjdzie nam jeszcze trochę poczekać.
