هیچ محصولی در سبد خرید نیست.
زمان مطالعه8 دقیقه
می پسنـدم0
اندازه متن12
بسیاری از علاقه‌مندان به فناوری پرینت سه‌بعدی و کاربران تازه‌کار همواره این پرسش را مطرح می‌کنند که آیا قطعات تولیدشده با فیلامنت پی‌ال‌ای (PLA) برای نگهداری یا تماس مستقیم با مواد غذایی ایمن هستند یا خیر. فیلامنت پی‌ال‌ای یکی از محبوب‌ترین و پرکاربردترین مواد مصرفی در پرینترهای سه‌بعدی مبتنی بر مدل‌سازی ذوب‌انداز است. این ماده به دلیل قیمت مناسب، سهولت در پرینت و بوی کم در هنگام ذوب، انتخابی ایده‌آل برای ساخت انواع قطعات تزیینی، نمونه‌های اولیه و ابزارهای خانگی به شمار می‌رود. اما زمانی که صحبت از تماس با خوراکی‌ها، شیرینی‌پزی یا ابزارهای آشپزخانه می‌شود، مسئله ابعاد کاملاً متفاوتی به خود می‌گیرد.
پلی‌لاکتیک اسید یا همان پی‌ال‌ای (Polylactic Acid) یک پلیمر زیست‌تخریب‌پذیر است که از منابع تجدیدپذیر نظیر نشاسته ذرت یا نیشکر به دست می‌آید. همین منشاء طبیعی باعث شده تا بسیاری از مردم به اشتباه تصور کنند که تمام قطعات پرینت شده با این متریال به‌طور خودکار سالم، زیست‌سازگار و قابل استفاده برای مواد غذایی هستند. اگرچه ماده پایه پی‌ال‌ای خالص در حالت اولیه خود تحت شرایط خاصی تاییدیه ایمنی مواد غذایی را دریافت می‌کند، اما فرایند تبدیل آن به فیلامنت و سپس ذوب و لایه‌نشانی، پیچیدگی‌های بهداشتی متعدد و متعددی را ایجاد می‌کند که نباید نادیده گرفته شوند.
بر اساس بررسی‌های تخصصی منتشرشده توسط مجموعه Creality، مسیر تبدیل یک پلت ترموپلاستیک خام به یک قطعه پرینت‌شده نهایی، شامل تغییرات شیمیایی و فیزیکی متعددی است. در این فرایند، عوامل متعددی نظیر افزودنی‌های شیمیایی فیلامنت، جنس نازل پرینتر و ساختار لایه‌ای قطعه می‌توانند ایمنی اولیه ماده را کاملاً از بین ببرند. بنابراین برای پاسخ دقیق به این سوال، باید تمام مراحل چرخه ساخت و نحوه تعامل قطعه با مواد غذایی را به دقت واکاوی کنیم.
فیلامنت‌های تجاری موجود در بازار که برای پرینترهای سه‌بعدی خریداری می‌کنید، از پی‌ال‌ای خالص و صد در صد طبیعی ساخته نشده‌اند. تولیدکنندگان برای بهبود ویژگی‌های مکانیکی، افزایش انعطاف‌پذیری، کاهش انقباض و ایجاد رنگ‌های متنوع، مواد شیمیایی متعددی را به ماده پایه اضافه می‌کنند. این افزودنی‌ها شامل رنگ‌دانه‌های صنعتی، مواد نرم‌کننده و تثبیت‌کننده‌های حرارتی هستند که هیچ‌یک الزاماً برای تماس با مواد غذایی گواهی سلامت یا تاییدیه بهداشتی ندارند.
هنگامی که ظرف یا قطعه پرینت‌شده در تماس با مواد غذایی به‌ویژه خوراکی‌های اسیدی، چرب یا گرم قرار می‌گیرد، این احتمال وجود دارد که افزودنی‌های شیمیایی موجود در فیلامنت آزاد شده و به درون غذا نفوذ کنند. ورود این ترکیبات شیمیایی غیرمجاز به بدن می‌تواند خطراتی برای سلامتی ایجاد کند. به همین دلیل، تنها فیلامنت‌هایی که به‌طور صریح و رسمی توسط سازنده به عنوان فیلامنت درجه غذایی یا خالص معرفی شده‌اند، گام اول ایمنی را طی کرده‌اند.
حتی در صورت تهیه فیلامنت‌های خالص و بدون رنگ، باید برگه اطلاعات ایمنی مواد یا همان برگه تست بهداشتی شرکت سازنده را بررسی کرد. اکثر فیلامنت‌های استاندارد موجود در بازار صرفاً برای مصارف عمومی، نمونه‌سازی صنعتی و ماکت‌سازی تولید می‌شوند و فرآیند تولید آن‌ها در محیط‌های استریل و بهداشتی صورت نمی‌گیرد. در نتیجه، عدم وجود رنگ نیز به تنهایی تضمین‌کننده ایمنی قطعه پرینت شده نخواهد بود.
یکی از مهم‌ترین و ناپیداترین خطرات در فرایند پرینت سه‌بعدی قطعات مرتبط با مواد غذایی، قطعه‌ای کوچک در پرینتر به نام نازل است. نازل قطعه‌ای فلزی در انتهای اکسترودر است که فیلامنت داغ‌شده از درون آن عبور کرده و روی صفحه پرینت بنشیند. اکثر پرینترهای سه‌بعدی خانگی و نیمه‌صنعتی به صورت پیش‌فرض از نازل‌های برنجی استفاده می‌کنند. برنج آلیاژی از مس و روی است که در اکثر موارد حاوی مقادیر کمی عنصر سرب برای بهبود ماشین‌کاری فلز است.
در طول زمان و در اثر اصطکاک مداوم فیلامنت با دیواره داخلی نازل، ذرات بسیار میکروسکوپی فلز برنج و سرب سائیده شده و وارد فیلامنت ذوب‌شده می‌شوند. سرب یک فلز سنگین و فوق‌العاده سمی برای بدن انسان است که تجمع آن در بدن آسیب‌های جبران‌ناپذیری به همراه دارد. حتی وجود مقادیر بسیار ناچیز سرب در قطعه‌ای که با خوراکی، نان یا شیرینی تماس دارد، می‌تواند سلامت مصرف‌کننده را به خطر بیندازد.
برای حل این مشکل و حذف خطر آلودگی فلزات سنگین، تنها راهکار استاندارد تعویض نازل برنجی با نازل استیل ضدزنگ یا فولاد سخت‌کاری‌شده درجه غذایی است. نازل‌های استیل ضدزنگ عاری از عناصر سمی نظیر سرب هستند و در برابر سایش مقاوم بوده و ذرات مضر را وارد مسیر خروجی فیلامنت نمی‌کنند. با این حال، تغییر نازل تنها یکی از بخش‌های مسیر ایمن‌سازی پرینت سه‌بعدی است.
حتی اگر از خالص‌ترین فیلامنت پایه غذایی و نازل استیل ضدزنگ استفاده کنید، باز هم ساختار فیزیکی پرینت سه‌بعدی یک چالش بزرگ بهداشتی ایجاد می‌کند. پرینترهای FDM قطعات را به صورت لایه به لایه روی هم می‌سازند. این سبک از ساخت باعث ایجاد خطوط لایه و شیارهای بسیار ریز و میکروسکوپی در سراسر سطح خارجی و داخلی قطعه می‌شود که با چشم غیرمسلح به‌سختی قابل دیدن هستند.
این شیارها و حفره‌های ریز، محیطی بی‌نظیر برای به دام افتادن ذرات کوچک غذا، رطوبت، روغن و قند فراهم می‌کنند. به دلیل عمق و تنگی این شکاف‌ها، تمیز کردن آن‌ها با اسکاج، ابر یا شستشوی معمولی دست امکان‌پذیر نیست. ذرات غذایی باقی‌مانده در این خلل و فرج‌ها به سرعت فاسد شده و به بستر بسیار مساعدی برای رشد انواع باکتری‌ها، قارچ‌ها و میکروب‌های خطرناک تبدیل می‌شوند.
چالش بعدی در شستشوی این قطعات نهفته است؛ فیلامنت پی‌ال‌ای دمای تغییر شکل حرارتی پایینی دارد و معمولاً در دماهای بالای ۵۰ تا ۶۰ درجه سانتی‌گراد نرم و غیرقابل استفاده می‌شود. این بدان معناست که شما نمی‌توانید قطعات ساخته‌شده با پی‌ال‌ای را برای ضدعفونی در ماشین ظرفشویی قرار دهید یا آن‌ها را با آب جوش بشویید. در نتیجه، ضدعفونی حرارتی قطعه غیرممکن است و باکتری‌ها درون شیارها باقی می‌مانند.
آیا راهی وجود دارد که بتوان از طرح‌های جذاب پرینت سه‌بعدی در کنار مواد غذایی استفاده کرد بدون آنکه سلامت افراد تهدید شود؟ پاسخ مثبت است، اما این کار نیازمند انجام فرایند پس‌پردازش و آب‌بندی کامل قطعه است. موثرترین روش برای ایمن‌سازی قطعات پرینت‌شده با پی‌ال‌ای، پوشش‌دهی کامل سطح آن‌ها با رزین اپوکسی دارای تاییدیه تماس با مواد غذایی است.
رزین اپوکسی درجه غذایی مایعی دو جزئی است که پس از ترکیب و اعمال روی قطعه، کاملاً سخت و شفاف می‌شود. این پوشش تمامی شیارها، منافذ و خطوط لایه‌ها را پر کرده و سطحی کاملاً صاف، صیقلی، غیرقابل نفوذ و ضدآب ایجاد می‌کند. با هموار شدن سطح قطعه، ذرات غذا دیگر در شکاف‌ها گیر نکرده و شستشوی قطعه با آب ولرم و مایع ظرفشویی بسیار آسان و کاملاً بهداشتی خواهد بود.
نکته بسیار مهم در اجرای این روش، رعایت دقیق دستورالعمل‌های مخلوط‌کردن رزین و زمان دادن کافی برای پخت و خشک شدن کامل آن است. اگر رزین به‌درستی ترکیب نشود یا زمان خشک شدن آن کامل نگردد، خود مواد شیمیایی رزین می‌توانند به غذا منتقل شوند. علاوه بر این، توصیه‌شده‌ترین الگوی استفاده از قطعات پرینت‌شده، به‌کارگیری آن‌ها برای مواد غذایی خشک یا استفاده به صورت یک‌بارمصرف (مانند قالب‌های کاتر کوکی و شیرینی) است.
اگر قصد دارید ابزارها، قالب‌های شیرینی‌پزی یا ظروف تزیینی برای سفره و آشپزخانه پرینت کنید، رعایت مجموعه‌ای از الزامات بهداشتی کاملاً ضروری است. نخستین قدم، اختصاص دادن یک پرینتر یا حداقل یک مجموعه نازل و هالند مجزا و استریل برای کارهای غذایی است تا از عدم انتقال آلودگی فیلامنت‌های صنعتی قبلی به قطعه جدید اطمینان حاصل شود.
در قدم بعدی، همواره از فیلامنت‌های شفاف، بدون رنگ و دارای گواهی بهداشت استفاده کنید و پرینت را روی یک صفحه کاملاً تمیز و بدون چسب‌های شیمیایی انجام دهید. پس از پایان پرینت، حتماً قطعه را با رزین اپوکسی مناسب بپوشانید. فراموش نکنید که قطعات پی‌ال‌ای نباید در معرض مایعات داغ مانند قهوه یا چای قرار گیرند و هرگز نباید آن‌ها را در مایکرویو یا ماشین ظرفشویی گذاشت.
در نهایت، برای دستیابی به بهترین نتیجه در پروژه‌های پرینت سه‌بعدی و تهیه انواع متریال باکیفیت، قطعات یدکی استاندارد و طرح‌های سه‌بعدی جذاب، می‌توانید به بخش محصولات و مدل‌های موجود در فروشگاه مراجعه کرده و تجهیزات مورد نیاز خود را به راحتی تامین کنید. جی3دی
