3D 프린트 부품 식품 안전 코팅 및 실란트 완벽 가이드

3D 프린팅은 표준 제조 공정으로는 비용이 많이 들거나 불가능한 독특한 부품과 복잡한 형상을 제작할 수 있게 해줍니다. 많은 식품 관련 분야가 이러한 이점을 활용할 수 있습니다.

그러나 3D 프린트 부품을 식품 접촉 품목에 사용하려면 식품 안전 규정과 관행을 숙지해야 합니다.

이러한 인식은 독성 화학 물질과 유해 박테리아가 부품에 축적되는 것을 방지하는 데 도움이 됩니다. 3D 프린트 물체를 식품 등급으로 안전하게 만드는 방법을 이해하려면 이 기사를 계속 읽어보세요.

3D 프린트용 식품 안전 코팅이란?

3D 프린팅에는 다양한 식품 안전 소재를 사용할 수 있으며, 새로운 소재가 프린팅 가능해지면서 선택의 폭은 계속 넓어지고 있습니다.

식품 안전 코팅은 3D 모델 제조 시 다루는 식품이 안전하게 유지되도록 하는 데 필수적입니다.

이러한 코팅 제조에는 액체나 분말을 제품 표면에 도포하여 다른 특성을 부여하는 과정이 포함됩니다.

3차원 물체 제작에 자주 사용되는 소재 유형에는 가장 많이 쓰이는 PLA 같은 폴리머가 있습니다.

프린터 소재를 결정할 때 몇 가지를 고려해야 합니다. 우선 식품 용기에는 무독성 소재를 사용해야 하므로 PET나 PETG가 이상적입니다. 3D 프린트 제품이 기능적이지 않다면 저렴한 플라스틱 나일론을 사용할 수도 있습니다.

3D 프린트를 식품 안전하게 만드는 방법 [식품 안전성]

식품 안전 3D 프린팅은 처음에는 어려워 보일 수 있지만, 올바른 노하우만 있다면 상당히 간단한 과정입니다.

다음은 출력물의 식품 안전성을 보장할 때 고려해야 할 핵심 사항 목록입니다:

• 인증된 식품 안전 필라멘트 사용
• 올메탈 핫엔드에 스틸 노즐 사용
• 핫엔드 청소
• 캐프리콘 PTFE 튜브 익스트루더 또는 다이렉트 드라이브 익스트루더로 업그레이드
• 표면에 식품 안전 코팅 사용 (에폭시)
• 레이어 높이 감소로 간극 줄이기 위해 100% 인필 적용

이제 각 항목을 간략히 논의해 보겠습니다.

인증된 식품 안전 필라멘트 사용

식품 안전을 위해 물질안전보건자료(MSDS)에 필라멘트가 FDA 승인인지 명시된 인증된 식품 안전 필라멘트를 사용할 수 있습니다.

어떤 두 필라멘트도 똑같지 않습니다. 많은 이들이 PETG와 PLA를 ABS나 나일론보다 더 식품 안전하다고 여기지만(단, PLA 아미 그린 제외), 인증된 식품 안전 등급이 아니면 여전히 식품용으로 적합하지 않습니다.

예를 들어 Overture Clear PETG Filament(아마존 확인)는 색상 첨가제가 없어 필라멘트를 오염시킬 우려가 없어 적절한 선택입니다. FDA 승인은 아니지만 식품 안전하다고 간주됩니다.

제조사는 필라멘트의 강도, 내구성, 유연성을 높이기 위해 안료나 화학 첨가제를 첨가하는 경우가 많습니다.

PLA+가 좋은 예입니다. 식품 안전 3D 물체를 출력하려면 화학 첨가제나 색소 없는 내추럴 PLA를 사용하세요.

아마존의 eSun Natural PLA 1KG Filament가 좋은 시작점입니다. 그 밖에도 다양한 식품 안전 필라멘트가 시장에 나와 있습니다. 아마존 외에도 Filaments.ca 등 여러 마켓에서 다양하게 판매합니다.

또한 Taulman Nylon 680은 FDM 3D 프린팅용 프리미엄 나일론 필라멘트로 FDA 인증을 받았습니다. 이 제품은 많은 긍정적 평가를 받았으며, 가혹한 취급을 견뎌야 하는 기계 부품에 최고의 솔루션입니다.

Nylon 680은 머그컵과 컵 3D 프린팅에도 사용할 수 있습니다. 나일론은 고온을 견디므로 이 용도에 이상적인 소재입니다.

올메탈 핫엔드에 스틸 노즐 사용

크리얼리티 엔더 3(아마존 확인) 같은 대부분의 보급형 3D 프린터는 황동 익스트루더 노즐을 장착하고 있으며 올메탈 핫엔드를 포함하지 않습니다.

황동 노즐에는 납이 포함될 수 있으며, 섭취 시 치명적입니다. 3D 프린트의 식품 안전을 보장하려면 스테인리스 스틸 노즐로 교체하고 올메탈 핫엔드를 사용하는 것을 강력히 권장합니다.

MicroSwiss All-Metal Hot-end Kit은 엔더 3, CR-10(아마존 확인) 등 다양한 3D 프린터에 좋은 선택입니다.

핫엔드 청소

핫엔드 청결 유지는 식품용뿐만 아니라 모든 3D 프린트의 표준 관행이어야 합니다.

접촉 브러시로 핫엔드를 약 3~4분간 연마하여 남은 필라멘트나 눈에 보이는 이물질이 없도록 깨끗하게 만드는 것이 좋습니다.

OriGlam 3 Piece Mini Wire Brush 세트(아마존 확인)에는 스틸, 나일론, 황동 브러시가 포함되어 있습니다. 핫엔드 청소에는 황동 브러시 사용을 권장합니다. 노즐을 일반 3D 프린팅 온도로 조립하여 필라멘트를 부드럽게 만드세요.

어떤 이들은 열풍기로 핫엔드 근처나 접촉하는 소재 대신 모든 것을 가열하자고 제안하기도 합니다. 아마존의 Seekone Hot Air Heat Gun이 적당할 것입니다.

캐프리콘 PTFE 튜브 익스트루더 또는 다이렉트 드라이브 익스트루더로 업그레이드

대부분의 3D 프린팅 전문가는 PTFE 튜브 없이 출력하는 것이 더 낫다고 주장합니다. 240°C~260°C의 극도로 높은 온도에서 출력할 때 테플론이 분해될 수 있기 때문입니다.

3D 프린터의 PTFE 튜브가 휘거나 녹은 흔적이 있는지 점검해 볼 수 있습니다.

표준 PTFE 튜빙을 아마존의 캐프리콘 PTFE 튜빙(업데이트된 프린터 피팅과 튜브 커터 포함)으로 교체할 것을 권장합니다.

이 튜브들은 내열성이 훨씬 뛰어나 표준 PTFE 튜브만큼 빨리 열화되지 않습니다.

이 업그레이드로 인해 어려움이 훨씬 줄어들어 장기적으로 유지보수가 덜 필요해집니다.

또는 PTFE 튜브가 필요 없는 다이렉트 드라이브 익스트루전 기술을 선택하여 3D 프린터의 식품 안전을 보장할 수도 있습니다.

표면에 식품 안전 코팅 사용 (에폭시)

부품을 식품 안전하게 만드는 가장 좋은 방법 중 하나는 에폭시 수지 같은 식품 안전 소재 코팅으로 처리하는 것입니다. 아마존의 Alumilite Amazing Clear Cast는 전체 평점 4.7/5.0의 최고 평점 제품으로 많은 긍정적 리뷰를 보유하고 있습니다.

이 제품은 식품 안전 3D 프린팅을 성공적으로 생성하는 데 사용되었습니다. 1:1 비율로 혼합하는 투명한 2액형 코팅 및 주조 수지입니다.

표준 절차는 먼저 조각을 샌딩하여 실이나 이물질을 제거한 후, 수지와 캐스트를 동량 혼합합니다. 출력물에 수지를 도포하고 3~4일간 건조시킵니다. 수지를 사용하기 전에 완전히 경화되었는지 확인하세요.

레이어 높이 감소로 간극 줄이기 위해 100% 인필 적용

슬라이서 설정을 활용하여 식품 안전 3D 프린트 제품을 만드세요. 주된 목적은 박테리아가 서식할 수 있는 간극이나 균열 발생을 최소화하는 것입니다.

이를 위해 일반적인 0.2mm 대신 0.4mm 레이어 높이를 사용하세요.

또한 타당한 곳에 더 많은 인필을 사용하여 그런 간극을 메울 수 있습니다. 충분한 벽 두께를 포함한 상하 두께 설정으로 간극이나 구멍이 없는 더 식품 안전적인 버전을 만들 수 있습니다.

또한 압출량을 늘리기 위해 유량(Flow Rate)을 높이면 레이어가 겹쳐져 간극이 없는 더 방수되고 튼튼한 3D 프린트가 됩니다.

PLA를 식품 안전하게 밀봉하는 방법

입자 이동과 박테리아 증식 가능성을 최소화하는 최선의 선택은 3D 프린트를 딥 코팅(Dip coating)하는 것입니다. 폴리우레탄 수지나 식품 등급 에폭시로 프린트 표면을 덮을 수 있습니다.

여기에는 ArtResin, Masterbond의 EP42HT-2FG, 또는 FDA 승인 PTFE(종종 테플론®이라 불림)로 표면을 밀봉하는 것이 포함됩니다.

그러나 코팅이 장기 사용에 대한 식품 안전을 보장하지는 않습니다. 모든 코팅이 식기세척기 안전하지 않아 시간이 지나면 열화되어 잠재적으로 안전하지 않은 하부 표면이 노출될 수 있기 때문입니다.

어떤 에폭시가 식품 안전한가?

PLA를 FDA 승인 에폭시 수지(일반적인 플라스틱 병 및 기타 고전적 식품 용기 제조에 쓰이는 폴리우레탄 등)로 덮어 식품 안전하게 만들 수 있으며, 이는 근처 공예품 가게에서 쉽게 구할 수 있습니다.

PLA를 식품 안전하게 만드는 최선의 방법은 식품 등급 에폭시 수지로 덮는 것입니다. 다만 PLA에는 몇 가지 단점이 있습니다. 가장 주목할 만한 것은 내구성이 낮고 내열성이 그리 높지 않다는 점입니다.

가게에서 구할 수도 있지만 온라인에도 훌륭한 대안들이 있습니다.

3D 프린트용 이상적인 식품 안전 코팅은 모델의 레이어 라인을 덮을 수 있는 식품 등급 에폭시 수지입니다. 또 다른 방법은 식품 등급 실리콘을 모델에 도포하는 것입니다.

식품 등급 레진이 존재하는가?

바다의 색이 튀긴 듯한 마감의 놀라운 조리대, 식탁, 주방 용품을 본 적이 있을 것입니다.

이 트릭의 비결은 주로 접착 성분으로 사용되는 합성 수지입니다. ZDSticky와 Art Resin 같은 경화된 레진은 이상적인 식품 안전 에폭시를 제공합니다.

이 레진들은 FDA 승인을 받았으며 휘발성 유기 화합물을 포함하지 않습니다. 따라서 목재 표면이나 주방 조리대 처리에 훌륭한 대안이 됩니다.

이는 경화된 레진이 사용될 때 접촉하는 식품에 유해 화학 물질이 용출되지 않음을 의미합니다.

결론

이제 사용자는 3D 프린팅을 이용해 집에서 기능성 조리 기구를 쉽게 만들 수 있습니다.

3D 프린트 물체와 관련하여 가장 중요한 우려는 식품 안전성입니다. 최고의 프린트라도 박테리아가 모이고 번식할 수 있는 미세한 틈과 구석이 있기 때문입니다.

식품과 접촉할 3D 프린트 물체를 설계하려면 출력 공정 중 식품 안전을 보장하기 위해 고려해야 할 전체 체크리스트를 참고하세요.