Sie haben wahrscheinlich bemerkt, dass wir die lebensmittelechten Eigenschaften einiger Filamente erwähnen. Und es stimmt, es gibt verschiedene Materialien, die als lebensmittelecht oder lebensmitteltauglich betrachtet werden können (nur wenige Hersteller haben eine ordnungsgemäße Zertifizierung), aber es ist dennoch notwendig, die Oberfläche zu beschichten, um sie wirklich sicher für den direkten Lebensmittelkontakt zu machen. Sehen wir uns an, warum es so wichtig ist, eine Oberflächenbeschichtung herzustellen, wie man sie richtig macht und was während des gesamten Prozesses zu vermeiden ist.

Wichtige Regelungen

Lassen Sie uns zunächst über Vorschriften sprechen: In Europa gibt es die Regelung Nr. 10/2011 die sichere und unsichere Materialien zusammenfasst, In den USA wird sie durch das FDA CFR 21-Dokument abgedeckt. Es gibt zwar viele Materialien, die als lebensmitteltauglich eingestuft sind, aber es gibt nur eine Handvoll Hersteller, die den anspruchsvollen und teuren Zertifizierungsprozess durchlaufen haben. Im Allgemeinen sind zertifizierte Materialien teurer. Wenn Sie lebensmitteltaugliche Teile für Ihr Unternehmen herstellen müssen, werden Sie vor allem an Materialien mit einer gültigen Zertifizierung interessiert sein.

Lebensmittelsichere Filamente

Lassen Sie uns Materialien vorstellen, die (nicht) für den direkten Kontakt mit Lebensmitteln geeignet sind. Wie bereits erwähnt, können Sie z.B. Materialien mit lebensmitteltauglicher Zertifizierung (PLA von Filaments.ca kaufen). Einige Filamente sollten jedoch auch ohne Zertifizierung sicher sein, z.B. PLA, PETG oder PP. Andererseits sind einige Materialien ziemlich unsicher und sollten nicht für den direkten Lebensmittelkontakt verwendet werden – zum Beispiel die meisten ABS oder ASA Filamente. Verstanden? Gut, wir sind noch nicht fertig. Bei den verwendeten Pigmenten wird es komplizierter. Sogar potenziell sichere Filamente können unsichere Pigmente enthalten, die bei direktem Lebensmittelkontakt gefährlich sein können. Deshalb ist es gut, einen Hersteller nach verwendeten Zusatzstoffen zu fragen oder natürliche Filamente ohne Farbstoffzusatz zu verwenden. Die meisten unserer PLA- und PETG-Prusaments (mit Ausnahme von PLA Army Green)* enthalten anorganische, nicht migratorische Pigmente, die sicher sein sollten, aber bedenken Sie, dass wir keine Zertifizierung erworben haben. Wenn Sie lebensmitteltaugliche Gegenstände mit unseren Filamenten bedrucken, sollten Sie dies nur für den persönlichen Gebrauch tun, nicht für den Verkauf.

*Unser Hersteller von Farbstoffen bestätigte, dass diese Farben für den Kontakt mit Lebensmitteln sicher sein sollten: PLA Galaxy Black, PLA Galaxy Silver, PLA Azure Blue, PLA Lipstick Red, PLA Galaxy Purple, PLA Jet Black, PLA Prusa Orange, PLA Pineapple yellow, PLA Royal Blue, PLA Ms. Pink, PLA Opal Green, PLA Pearl mouse, PETG Jet Black, PETG Prusa Orange, PETG Signal White, PETG Carmine Red, PETG Yellow Gold, PETG Urban Grey, PETG Ultramarine Blue, PETG Galaxy Black, PETG Pistachio Green und PETG Terracotta Light.

3D-Drucker-Vorbereitung

Haben Sie Ihr Filament gewählt? Großartig! Jetzt wollen wir den Drucker vorbereiten. Zuerst müssen Sie ihn so sauber wie möglich halten (von außen und innen). Sie sollten es mit einem Kaltzug versuchen, wenn Sie sich nicht sicher sind, ob der Extruder sauber genug ist. Dann sollten Sie erwägen, die Messingdüse gegen eine Düse aus Edelstahl auszutauschen. Messingdüsen (und auch gehärtete Stahldüsen) können aufgrund des in der Legierung enthaltenen Bleis gesundheitsgefährdend sein. Nur wenige Quellen behaupten auch, dass es aufgrund der Teflontoxizität bei hohen Temperaturen nicht ratsam ist, mit einem Extruder zu drucken, der PTFE-Schlauch enthält. Es wird jedoch nur eine geringe Menge an toxischen Partikeln bei Temperaturen über 240°C und signifikante Mengen bei Temperaturen über 260°C freigesetzt. PTFE stellt daher keine wirkliche Gefahr dar, wenn Sie mit PLA oder PETG drucken. Wenn Sie sich immer noch nicht sicher sind, versuchen Sie, einen speziellen Extruder ohne PTFE-Schlauch zu verwenden.

Kein Druck ist lebensmittelecht ohne Oberflächenbeschichtung

Es endet nicht mit der Vorbereitung von Filamenten und Druckern. Der Druck selbst wird aus einem einfachen Grund nie lebensmittelecht sein – der FFF-3D-Druck stellt Schichten mit Lücken her, die das Wachstum von Bakterien und Pilzen (die bösartige Krankheiten verursachen) unterstützen können. Natürlich können Sie mit einer geringeren Schichthöhe und 100%iger Füllung helfen, aber Sie werden nie Ergebnisse erzielen, die gut genug sind. Sie sollten die Oberfläche so glatt wie möglich machen. Leider kann dies mit chemischer Glättung nicht richtig durchgeführt werden: ASA und ABS sind meist unsichere Materialien und PLA/PETG kann nur mit gefährlichen Chemikalien geglättet werden. Zudem ist das Ergebnis nie perfekt – es gibt viele kleine Bläschen, die Bakterien enthalten können. Wir haben einen einfachen Test vorbereitet, um Ihnen die reale Gefahr von unbehandelten Modellen aufzuzeigen: Wir haben drei PLA-Becher gedruckt, wobei der erste unbehandelt blieb, der zweite mit Chloroform geglättet und der dritte mit Epoxidharz beschichtet wurde. Dann simulierten wir die regelmässige Verwendung, indem wir alle zwei Tage Milch hineingiessen und nach einigen Minuten oder Stunden mit warmem Wasser waschen. Nach 14-tägiger Testung führten wir einen Abstrich der Oberfläche durch und kultivierten vorhandene Bakterien auf LB-Agarplatten für 7 Tage. Wie Sie sehen können, erhielt der unbehandelte Druck die schlechtesten Ergebnisse (grösste Kolonien) und das Epoxidharz die besten Ergebnisse (keine Kolonien).

Diese Methode wurde inspiriert durch einen Test der Universität Novi Sad, erwähnt in My Tech Fun video.

Die Negativkontrolle erfolgte durch Kultivierung eines Abstrichs aus einem frisch gedruckten PLA-Becher (es war keine Milch im Spiel), die Positivkontrolle war ein Abstrich von der Oberfläche des Waschbeckens. Die in der Negativkontrolle vorhandene Bakterienkolonie kann aufgrund einer Kontamination aus der Luft oder einer anderen Quelle gewachsen sein.

Sicherheit zuerst

Es ist offensichtlich, dass die Oberfläche beschichtet werden muss, um kompakt, glatt und leicht abwaschbar zu werden. Dies kann mit klarem und lebensmitteltauglichem Epoxidharz erreicht werden. Aber seien Sie sich bewusst, dass es noch weitere Regeln zu beachten gibt! Die Missachtung dieser Regeln kann zur Verunreinigung oder sogar Vergiftung des Lebensmittels führen.

Zahlreiche Harze sind toxische Materialien, die nicht für den Kontakt mit Lebensmitteln geeignet sind, und alle Epoxidharze sind toxisch, wenn sie in flüssiger Form vorliegen! Ähnlich wie Filamente sollten viele Epoxidharze nach dem Aushärten lebensmittelecht sein. Aber die meisten von ihnen sind nicht zertifiziert und nicht für den kommerziellen Gebrauch geeignet. Es wird empfohlen, dasjenige mit der entsprechenden Zertifizierung zu verwenden, auch wenn es Sie vielleicht mehr kostet. Wir haben zum Beispiel Efkoresin Art UV verwendet, das nach den EU-Richtlinien 10/2011 zertifiziert ist.

Wir erinnern Sie noch einmal daran, dass es unsicher ist, nicht zertifizierte Harze zu verwenden! Besonders dann, wenn Sie Ihren Lebensunterhalt mit 3D-Drucken bestreiten und Ihren Kunden Produkte in Lebensmittelqualität verkaufen!

Das letzte, was Sie beachten müssen, ist die Toxizität von ungehärteten Harzen (dies gilt auch für solche mit Zertifizierung). Wenn es nicht ausreichend gehärtet wird, kann es toxisch werden! Sie sollten die Empfehlungen des Herstellers befolgen – ein unpassendes Verhältnis von Harz und Härter kann zu Toxizität führen. Und zum letzten Mal – flüssige Harze sind giftig, benutzen Sie Handschuhe und ein Atemschutzgerät (Sprühlack-Halbmaske), um Allergien und andere Gesundheitsprobleme zu vermeiden.

Wenn Sie die oben genannten Regeln befolgen, können Sie sicher sein, dass Ihr 3D gedrucktes Küchengeschirr wirklich lebensmittelecht ist. Aber seien Sie sich bewusst, dass harzbeschichtete 3D-Drucke im Vergleich zu normalem Geschirr einige Einschränkungen haben werden. Wir sprechen von Verschleiß- und Hitzebeständigkeit: Es ist nicht geeignet, um Schneidebretter (kratzempfindlich) herzustellen oder es Wärmequellen wie heißen Suppen, Mikrowellenherden oder Geschirrspülmaschinen auszusetzen (siehe mehr über Materialverformung in unserem Vergütungsartikel).

Ist die SLA-Technologie lebensmittelecht?

Einige von Ihnen werden vielleicht Fragen zur Verwendung von SLA-Harzen entweder zum Drucken der Schalen oder zur lebensmittelverträglichen Beschichtung haben. Nun, einfach ausgedrückt: Es ist keine gute Idee. Die meisten SLA-Harze sind toxisch sowohl ausgehärtet als auch in flüssiger Form. Harz ist auch sehr anfällig für Abnutzung (bildet ein feines Pulver auf der Oberfläche). Es gibt verschiedene Dental- oder geruchsarme Harze, aber diese werden für spezielle Zwecke hergestellt und sind sehr teuer. Wenn Sie 3D-gedruckte Schalen herstellen möchten, ist es besser, sich an FFF-Drucker zu halten und zertifizierte Epoxidharze zu verwenden.

Es ist ganz offensichtlich, dass das Drucken von Speisen in Lebensmittelqualität nicht der einfachste Weg ist, Ihren 3D-Drucker zu verwenden. Sie müssen viele lästige, oben erwähnte Regeln befolgen, um sicherzustellen, dass Ihr Modell nicht toxisch oder voller Krankheitserreger wird. Das ist besonders wichtig, wenn Sie Ihren Lebensunterhalt mit dem 3D-Druck verdienen. Wie dem auch sei, eine lebensmitteltaugliche Oberflächenbeschichtung bringt sicherlich neue Horizonte für den 3D-Druck.

Beachten Sie, dass die gleichen Methoden zur Herstellung von 3D-Drucken für völlig unterschiedliche Anwendungen, aber mit ähnlichen Anforderungen, verwendet werden können. Stellen Sie sich zum Beispiel einige Aquarienzubehörteile vor, bei denen Sie die Oberfläche beschichten müssen, um die Ansammlung von Algen zu verhindern.

Versuchen Sie selbst einen schönen Druck in Lebensmittelqualität zu machen und zeigen Sie uns die Ergebnisse. Aber vergessen Sie nicht: Sicherheit geht vor! Und wie immer – fröhliches Drucken!