L'utilisation de l'impression 3D pour la production alimentaire est en constante évolution, et de nombreux filaments 3D sont disponibles pour répondre à ces besoins. En effet, les imprimantes 3D permettent d’obtenir des pièces de plus en plus complexes, notamment avec l’utilisation de filament FDA.
Cependant, pour garantir la sécurité alimentaire, il est important de choisir un filament 3D adapté à cet usage. Cet article est axé sur les normes en vigueur concernant l’impression 3D et la sécurité alimentaire. Nous verrons l’impression de filaments de contact alimentaire et les méthodes de production les plus utilisées, telles que le dépôt de filament (FDM) et la stéréolithographie (SLA).
Comprendre la sécurité alimentaire et les normes
La sécurité alimentaire est un aspect important pour tout ce qui est en contact avec les aliments, y compris les matériaux utilisés dans les impressions 3D. Il est important de comprendre les termes clés liés à la sécurité alimentaire pour prendre les bonnes décisions en matière de choix de matériaux.
La FDA (Food and Drug Administration) est l'entité américaine qui autorise ces matériaux à entrer en contact avec les aliments. En Europe, c’est le Parlement Européen et le Conseil qui mettent en place les textes législatifs proposés par la Commission Européenne notamment en matière d’hygiène et de santé.
Les différents constructeurs qui proposent des filament FDA certifiés et approuvés, suivent les normes en vigueur qui sont la FDA CFR 21 pour les États-Unis et le règlement N° 10/2011 pour l’Union-Européenne.
Les termes "qualité alimentaire" et "sans danger pour les aliments" proposent les critères de sécurité des matériaux qui entrent en contact avec les aliments. La "surface de contact alimentaire" désigne toute surface qui peut être en contact direct avec les aliments et doit être constituée de matériaux non toxiques.
Il est également important de comprendre le concept de migration, qui décrit la façon dont les produits peuvent passer d'un matériau à l'autre lorsqu'ils entrent en contact. C'est pourquoi la qualité alimentaire est requise pour des objets qui sont en contact prolongé avec les aliments.
Les niveaux de migration sont réglementés par différentes agences gouvernementales telles que la FDA aux États-Unis et les directives 10/2011 en UE. Il est important de se conformer aux seuils de tolérance de risque imposés et aux substances autorisées pour garantir la sécurité alimentaire.
Choisir le bon filament pour le contact alimentaire
Plusieurs types de filaments 3D sont disponibles pour l'alimentaire, chacun ayant ses avantages et ses inconvénients :
- PLA (Acide polylactique): Ce filament est fabriqué à partir de matières premières naturelles telles que le maïs, le blé et le sucre, et est considéré comme sûr pour l'alimentaire. Il est facile à imprimer et offre une excellente qualité de surface, ce qui en fait un choix populaire pour les applications alimentaires.
- ABS (Acrylonitrile butadiène styrène): Ce filament est souvent utilisé pour les produits alimentaires, car il est résistant à la chaleur et à l'eau. Cependant, il peut libérer des substances nocives lors de la fabrication, ce qui le rend moins sûr pour l'utilisation alimentaire.
- PET (Polytéréphtalate d'éthylène): Ce filament est considéré comme sûr pour l'alimentaire et offre une excellente résistance à la chaleur et à l'eau. Il est également facile à imprimer et peut être facilement recyclé.
- Nylon: Ce filament est résistant à la chaleur et à l'abrasion, ce qui en fait un choix populaire pour les applications alimentaires. Cependant, il peut libérer des substances nocives lors de la fabrication, il est donc important de choisir un nylon de qualité alimentaire pour une utilisation en toute sécurité.
Malgré les caractéristiques alimentaires que possèdent intrinsèquement certains types de matériaux, il est important de vérifier sur les fiches techniques ou de sécurité la présence des mentions FDA et/ou CE concernant cette autorisation de contact alimentaire. Nous recommandons au maximum de vous concentrer pour ces applications sur des filaments de fabrications européennes qui ont idéalement également validé la norme CE et pas seulement la version américaine (FDA).
Des fabricants vous garantissent la prolongation de cette compatibilité alimentaire car de leurs côtés, ils s’engagent justement sur le respect de ces bonnes pratiques.
Il est important de choisir un filament 3D certifié pour l'utilisation alimentaire pour garantir la sécurité de vos impressions. De plus, il est recommandé de nettoyer soigneusement votre imprimante 3D avant de l'utiliser pour des applications alimentaires, afin de minimiser les risques de contamination croisée.
Impression 3D et contact alimentaire : ce qu'il faut savoir
Lorsqu'il est question d'impression 3D et de contact avec les aliments, il est important de comprendre les autorisations et les critères de sécurité définis par des agences telles que la FDA ou l'UE. Cela concerne non seulement les polymères bruts, mais aussi les additifs et les mélanges-maîtres de pigments qui peuvent contenir des composants potentiellement nocifs.
L'impression 3D peut être un terrain propice au développement de bactéries, il est donc conseillé d'utiliser des revêtements alimentaires pour réduire les risques pour la sécurité sanitaire. Cependant, il est important de noter que ces revêtements ne considèrent pas la sécurité alimentaire à long terme et peuvent être endommagés par le lavage en machine.
Il est également important de tenir compte de la température de fléchissement des matériaux d'impression 3D, qui peuvent devenir friables ou se déformer à haute température.
Les différents procédés d'impression 3D et la sécurité alimentaire
Technologie FDM (Fused Deposition Modeling)
La technologie FDM permet de réaliser des objets en 3 dimensions grâce à un filament fondu déposé couche par couche. Parmi les matériaux reconnus sans danger pour les aliments, on peut citer le PLA (acide polylactique), le PP (polypropylène), le copolyester, le PET (polyéthylène téréphtalate), le PET-G (PET et glycol), le polystyrène HIPS et le nylon-6, ainsi que certaines marques d'ABS, d'ASA et de PEI (polyétherimide).
Afin de garantir qu’il n’y a aucun danger quant au contact alimentaire, il est important de choisir uniquement du filament FDA. Pensez également à choisir une buse en acier inoxydable plutôt qu’une buse en laiton qui contient du plomb. Vérifiez toujours si votre imprimante est compatible à l’impression du filament FDA.
Technologie SLA (Stéréolithographie)
La stéréolithographie utilise un laser pour polymériser de la résine photosensible couche par couche afin d’obtenir une pièce en 3D. Bien que des résines comme la résine Zortrax Raydent Surgical Guide, la résine Dental Crown&Bridges ou encore la résine Dental SG et la résine Dental LT de chez Formlabs soient biocompatibles, cela ne signifie pas qu’elles sont sans danger au contact de denrées alimentaires.
Les pièces imprimées à l’aide de la technologie SLA ont la particularité d’avoir une surface plus lisse que les autres technologies. Les surfaces lisses permettent de faciliter l’utilisation de revêtement afin de prévenir du développement de bactéries. Notez que les revêtements, ne garantissent pas le contact sans danger avec des denrées alimentaires.
Conseils pratiques pour l'impression 3D alimentaire
D’un point de vue pratique l’utilisation de filament compatible alimentaire (FDA) doit s’accompagner d’une imprimante 3D dédiée. En effet, l’utilisation de différents matériaux dans ce même équipement ouvrira la porte à une pollution de votre fabrication pourtant de base compatible avec le contact alimentaire.
Il est donc primordial de vous assurer de l’état de votre système d’extrusion au complet, depuis le mécanisme d’entraînement puis son passage dans les gaines (tubes bowden) jusqu’à son extrusion via la buse. Dans ce cadre, il sera d’ailleurs recommandé l’utilisation de buse en acier plutôt que le laiton traditionnel.
Comme pour toutes les applications en lien avec le domaine alimentaire, les normes sont valables pour le filament brut sur la bobine. Le processus de transformation généré par l’impression 3D déclenche automatiquement une passation de cette responsabilité.
En effet, les utilisateurs de pièces imprimées en 3D ayant un contact alimentaire doivent engager leur responsabilité quant aux bons respects des pratiques habituelles liées à cet environnement. À partir du moment, où votre processus complet respecte ces bonnes pratiques déjà en place dans les industries alimentaires, il n’y a pas de risque de contamination ou de pollution.
Pour l’impression de filament alimentaire, dans la majorité des cas, l’utilisation d’un plateau chauffant est requise afin de réduire les risques de warping.
Notez que cela intervient notamment lors du changement d’un matériau par un autre. Il existe de nombreux matériaux qui correspondent à vos besoins mais qui ne sont malheureusement pas certifiés pour un contact avec les aliments.
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