3D列印用於食品器具上安全嗎?

 

　　3D列印因為它的彈性製造特性，一直以來使用在各式各樣的場合，如靜/動態模型、機構驗證、產品打樣等，而一直以來有一個問題是大家常常會問到的，那就是「3D列印的東西能用在食物容器/器具上嗎？」

　　在模型網站上我們常會看到印出來的馬克杯、盤子等容器，但是這樣子的東西真的適合實際使用嗎？關於這個問題我會從一些參考到的文獻著手，並帶入我自身的觀點一一講解。

使用3D列印用於食品器材，有甚麼樣的隱憂?

1. 在我們購買的材料中，我想大部分的材料並沒有通過食物的驗證，而且在製造的過程中多半都有添加色母染色，或是加入一些添加劑有助於抽線。即使我們並非直接食入，但是我們不能確保在盛裝食物的過程中，會有細屑或粉末沾在食物上面的隱憂，進而食入人體。就算其抽線原料有通過驗證，但是接著又會有另外一個問題產生，那就是積層製造中無可避免的層紋問題。
   
   
2. 積層製造，顧名思義就有個層字，這個問題導致於當使用列印的物品當作食品器具後，食物的殘渣不免會卡在層紋的縫隙之間(想想你的牙縫就好)，這種卡進去的殘渣你非常的難以清潔，就算要深層清潔可能也需要耗用大量的水以及清潔劑。而這些卡在層紋之間的食品殘渣，在後面就會成為細菌的溫床。
   
   
   
   
   
   
3. 一般3D印表機最常使用銅噴頭為了方便加工，可能在銅原料中多少含有鉛的成分在(為了提升切削性)，而你可能會認為說噴頭是金屬，但其實他也是一個消耗品，在HOW MUCH abrasive filaments damage your nozzle!這部影片中有提到，銅本身算是蠻軟的一種金屬，在長期的磨耗下其實頭端的孔徑也會變大，而那些不見的銅去哪了? 就是跟著您的材料一起被包進作品中。因此就算使用了食品級的線材，當你的食物沾染到含有銅/鉛材質的列印容器，進而間接食入該物質，我都不認為這是一件好事
   
   
   
   
   
4. 我猜你是不是有想到，如果難以清洗，那我就用洗碗機高溫殺菌不就好了? 但問題在於你無論是PLA或PETG(這兩種"材質"比較適合用在食品容器，ABS或ASA都不是適合的)，其軟化溫度都大概在60~80度之間而已，一般常見的洗碗機溫度大約55~70度，很有可能當你的容器烘完之後都完全變形了。

那麼竟然有這麼多隱憂，那我還是真的很想用來做食品應用，我該注意甚麼?

　　在About food safe 3D printing影片中，進行了大量嚴謹的實驗，利用PLA與PETG兩種材料，針對不同的層高，以及帶有食品等級環氧樹脂的塗層進行實驗，觀察盛裝牛奶並清洗後容器內取樣後生成的菌落形成單位（CFU，colony-forming unit）。在影片的結論中，無論是PLA或PETG都有相當多的殘留菌?(抱歉我非生物/化學專業不知道該怎麼使用這個措辭)，而最理想的做法就是在容器上塗抹食品級的epoxy，因為這個塗層一來可以建立防水，避免食物、液體滲入內部填充，再者這個塗層可以抹平表面的層紋，進一步避免食物殘渣卡在層紋上，同時達到較好的清洗效果。

　　但是epoxy塗層畢竟是樹脂，它本身的硬度並沒有相當的好，因此對於尖銳物跟刀具的使用場景，仍然會在表面上出現傷痕，而如果使用菜瓜布等較硬的清潔器具，可能也會對表面產生刮痕。

　　除了塗抹食品級的epoxy之外，在上述影片中的作者，後續還有對於所謂的抗菌線材進行實驗Testing antibacterial and antimicrobial filaments from food safety aspect，實驗結果的CUF雖然比起單純使用一般的PLA來的低很多，但是可是就算你使用百分百填充，一定還是會有孔隙，印出來的東西還是難以清洗，而且食品抗菌線材價格並不低，去外面商店買一個漏斗、馬克杯、柳丁榨汁器才多少錢？

　　所以根據上面的論點，如果今天使用塗抹食品級epoxy的器皿來裝一些乾的食物(如餅乾)，可能還無傷大雅，但是若用在一些帶有蛋白質成分的食物上(牛奶、肉製品等)，則會導致相當不好的結果。如果還是很想使用，我認為或許可以採用翻模的方式，印出該食品器具的造型後再進行翻模，選用可用於食品上的灌模材料，可能還是比較理想的做法。

　　不過說真的，在這麼多綜合考慮/隱憂上，我認為還是不要冒這個風險比較好，如果真的要把3D列印的東西用在你的廚房，我覺得印一些如雞蛋放置架、鍋碗瓢盆的掛架等真的就差不多了，而且食品器具一般單價都不高，其實沒必要再花那個時間又帶有健康疑慮的去製作3D列印的食品器具。

　　我想就是因為有這麼多隱憂，所以在Prusa的文章Food safe FDM printing才會在結尾處清楚地寫下，「We do not recommend using 3d-prints as food-containers etc!－Prusa research」。在我看了一些資料後，我個人也是有一樣的看法。


　　然後我最近還看到有人問，竟然FDM印出來的有層紋，那我能不能使用光固化來印？因為光固化幾乎沒有層紋!!

　　說真的光固化我認為更不用想了，姑且不論光固化材料的價格本身可能就比外面市售的塑膠製品來的貴，更不用說帶有生物相容性認證的樹脂，那價格絕對會讓你退避三舍。而且一般的光固化材質其實比PLA或PETG更容易磨損，而且磨完之後還會變成粉粉的(方便食用!?)，再者我們並不能保證我們在清洗的過程中，有把未完全固化的樹脂給清洗乾淨，未固化的樹脂本身是有毒性的，更不用說食入人體了。所以，請不要這樣做。