PLA, ABS, PET ? Quel filament pour imprimer vos outils de cuisine ?

Pour les objets de la vie quotidienne, il est facile d'imprimer avec Filament PLA ou ABS. Ce sont les deux types de filaments les plus courants (et les moins chers) pour les imprimantes 3D personnelles. Mais pour les ustensiles de cuisine, il y a quelques recommandations à suivre.

Nous expliquons les raisons et la manière dont vous pouvez limiter les risques liés à l'utilisation de pièces imprimées en 3D dans votre cuisine à travers une série de questions/réponses.

Quels sont les risques liés à l'utilisation d'objets fabriqués en filament 3D pour cuisiner ?

Lorsqu'il s'agit d'énumérer les problèmes liés à l'utilisation de pièces imprimées dans la cuisine, on parle de problèmes d'hygiène.

Un ustensile de cuisine doit être parfaitement propre, et idéalement désinfecté pour limiter le développement microbien et le risque d'infection alimentaire.

Dans la grande famille des bactéries, beaucoup aiment les environnements chauds et humides : c'est exactement ce qui se passe dans votre cuisine ! C'est la raison principale des nettoyages très fréquents ! Cette désinfection est-elle possible avec un objet 3D imprimé en filament ?

Le problème des couches

L'impression 3D est une technologie de fabrication additive qui consiste à "monter" un objet en 3D par superposition de couches. Les couches sont collées les unes aux autres, mais en réalité l'adhérence n'est pas totale et il y a donc des espaces entre les couches.

On constate parfois que les couches sont mal superposées et que l'existence de trous est évidente. Même si un état de surface semble parfait, lisse, il est en fait très rare d'avoir une couche parfaitement étanche. C'est le cas pour la technologie FDM ainsi que pour la technologie SLS (dans une moindre mesure).

Ce sont des endroits où les bactéries, les moisissures ou les germes peuvent facilement se loger. Ainsi, le premier risque lié à l'utilisation de la fabrication additive est de ne pas pouvoir assurer une propreté parfaite de l'outil.

Après ces remarques sur l'état de surface, voyons maintenant les risques liés aux matériaux utilisés dans le filament.

Faible résistance à la chaleur

Les imprimantes 3D utilisant la technologie FDM utilisent des thermoplastiques. En d'autres termes, il s'agit de matériaux dont les propriétés physiques changent sous l'effet de la chaleur.

C'est très pratique pour imprimer en 3D rapidement. Malheureusement, le comportement de ces matériaux est réversible. Cela signifie que vous pouvez faire fondre une pièce imprimée en 3D en l'approchant d'une source de chaleur.

Cela interdit donc l'utilisation de pièces imprimées en 3D pour chauffer, cuire ou conserver des aliments très chauds... Soyons clairs : vous ne fabriquerez jamais un moule à gâteau, un bol à bain-marie, un fouet pour vous vanter d'une crème anglaise avec votre imprimante 3D.

Enfin, vous pouvez le faire, mais vous allez rencontrer des problèmes !

Pour vérifier si votre matériau est capable de tenir une certaine température, vous pouvez le passer au lave-vaisselle. Vous pourrez ainsi voir à la sortie s'il est déformé ou intact.

Migrations de microparticules

La question de l'émanation de particules fines au cours du processus d'impression 3D a été étudiée et certaines recommandations ont été formulées à ce sujet.

La quantité de microparticules libérées par les plastiques lors de leur utilisation en cuisine est un sujet qui soulève de nombreux débats. A la Pâtisserie Numérique, nous ne sommes pas des spécialistes et nous n'avons pas d'avis détaillé sur ce sujet.

Nous avons cherché à savoir si les pièces imprimées en 3D dans un matériau X libéraient plus de microparticules que les objets injectés dans le même matériau. Mais nous n'avons pas trouvé d'études à ce sujet.

Cependant, nous avons voulu vous parler de ce risque parmi tous les autres. L'utilisation d'objets imprimés en 3D à l'aide de filaments se situe probablement dans la même zone de risque que l'utilisation d'un objet en plastique dans votre cuisine.

Attention au filament coloré

Enfin, nous aimerions mentionner un dernier point à prendre en considération. Il s'agit de la couleur utilisée dans les filaments colorés.

Si vous utilisez un filament dont le matériau principal peut être utilisé pour le contact alimentaire, rien ne prouve que le colorant utilisé le soit. Nous ne parlons même pas des effets métalliques, irisés ou fluorescents...

C'est pourquoi nous recommandons d'utiliser des filaments incolores (parfois appelés unis/neutres par les fabricants) pour imprimer vos objets de cuisine en 3D.

Adhésion relative des couches, matériau non résistant à la chaleur, microparticule, colorants dans les filaments qui n'ont rien à voir avec l'alimentation... Après tout ce que nous venons de décrire, peut-on encore imaginer qu'il est possible d'utiliser des filaments et des objets d'impression 3D pour cuisiner ? La réponse est OUI !

Maintenant que nous avons une meilleure compréhension des risques potentiels, nous vous proposons de réfléchir aux utilisations possibles.

Y a-t-il des utilisations plus ou moins dangereuses des modèles de cuisine imprimés en 3D ?

Tout d'abord, nous vous proposons un exercice : comment rangez-vous vos ustensiles de cuisine ? Pour beaucoup d'entre nous, ils sont regroupés par usage.

Dans un laboratoire de pâtisserie, vous trouverez d'une part les outils spécifiques au chocolat, les outils qui peuvent passer à la chaleur, les outils qui peuvent être utilisés pour les préparations froides...

Ils ne sont généralement pas fabriqués dans les mêmes matériaux. Cela peut nous aider à choisir les bonnes utilisations pour les objets imprimés en 3D.

Préparations chaudes

Les ingrédients et préparations destinés à être en contact avec une source de chaleur sont généralement préparés et stockés dans des objets métalliques. Par exemple, des ustensiles en acier inoxydable ou en fonte.

C'est logique, on en vient à utiliser le matériau qui résiste le mieux à la chaleur et qui a la meilleure conduction thermique.

Hormis le chauffage au micro-ondes, les matériaux plastiques sont très peu utilisés. La même règle devrait s'appliquer aux objets imprimés en 3D.

Liquides et préparations froides

C'est pour cette famille de produits que les conteneurs en plastique sont les plus utilisés.

Lorsqu'il s'agit d'infuser, de conserver une préparation glacée ou gélifiée, les récipients en plastique sont souvent utilisés. Lorsqu'il s'agit de refroidir une préparation chaude, les récipients en acier inoxydable sont préférés.

Ingrédients solides et froids

Les objets en plastique sont également utilisés pour conserver des préparations sèches (par exemple des biscuits cuits, du chocolat, etc.).

On peut donc imaginer de fabriquer des objets en 3D pour contenir des ingrédients secs ou pour doser/mélanger des ingrédients secs.

Le cas particulier du chocolat

Peut-être avez-vous vu des modèles de moules à chocolat sur des forums ou des plateformes de fichiers 3D ?

Compte tenu des risques que nous avons énumérés au début de cet article, il s'agit d'une utilisation à éviter. En effet, votre chocolat tournera autour de 35-45 degrés Celsius et vous devrez le laisser dans le récipient pendant un long moment avant de le démouler.

De plus, le moule doit être extrêmement propre pour permettre un bon démoulage et limiter les risques bactériens. Une promesse difficile à tenir.

Il serait dommage de s'empoisonner avec un chocolat maison que vous aurez mis tant de patience à réaliser... A la Digital Patisserie, nous conseillons de verser le chocolat directement dans une pièce imprimée en 3D.

La meilleure solution est d'imprimer un moule positif et d'effectuer ensuite un thermoformage (pour en savoir plus, contactez-nous).

Quel est le filament d'impression 3D le plus sûr pour les ustensiles de cuisine ?

Il existe une grande variété de filaments thermoplastiques disponibles en bobine pour les imprimantes 3D de type FDM :

• Pla
• Abs
• PET and PET-G
• Nylon
• Tpu
• Pc

Le PET, le nylon et le PC sont les filaments les plus appropriés pour les ustensiles de cuisine, chacun pour une raison différente. D'une part, le PET et le nylon sont des plastiques adaptés au contact alimentaire. D'autre part, le PC est un matériau qui peut être stérilisé.

Si vous souhaitez en savoir plus sur les propriétés des principaux matériaux disponibles pour le FDM, nous vous invitons à consulter l'article bien documenté de 3DHubs.

Cependant, en raison de la technologie des couches, quel que soit le matériau utilisé, cela ne limitera pas complètement le risque de voir des impuretés ou des moisissures s'incruster entre les couches.

Pour minimiser tous les risques, vous devez effectuer un post-traitement.

Existe-t-il des post-traitements adaptés aux ustensiles imprimés en filament ?

Comme dit plus haut, l'un des problèmes majeurs de l'impression 3D par filament est l'espace existant entre les couches. Il existe des produits (souvent à base d'acétone) pour lisser les couches, faire fondre le plastique et certains ont pensé que cela pouvait être une solution.

Ce n'est pas le cas, car il y a un risque d'ingérer de l'acétone en utilisant ces produits, ce que nous vous recommandons fortement d'éviter. Une autre solution est de chauffer la paroi pour qu'elle fonde. C'est ce qui se passe, par exemple, si vous utilisez du PLA comme positif de moule dans une thermoformeuse. Cependant, il y a des dégagements d'odeurs de plastique brûlé, on perd des détails dans la géométrie et le processus n'est pas contrôlable... nous avons fait fondre plusieurs pièces.

Au final, la meilleure solution est d'appliquer une résine époxy adaptée au contact alimentaire. Il s'agit d'une résine à deux composants qui doit être utilisée avant emploi. C'est possible mais c'est finalement aussi lourd que d'utiliser du silicone.

L'utilisation du silicone est notre solution préférée pour l'impression d'ustensiles qui seront en contact prolongé avec des aliments. Et au final, elle nécessite une installation assez similaire à la résine époxy.

Si vous n'avez jamais fait de silicone, nous vous avons réuni dans un article dédié notre sélection de tutoriels.

Je n'ai que du PLA ou de l'ABS à la maison : que faire dans la cuisine ?

Comme nous avons tenté de l'expliquer dans cet article, il est possible d'utiliser du filament PLA ou ABS. Nous vous conseillons de limiter l'utilisation à des objets 3D spécifiques.

Vous pouvez par exemple les utiliser pour fabriquer des emporte-pièces. Car l'aliment va être en contact pendant quelques secondes avec l'objet 3D. De plus, les ingrédients sont froids, ce qui limite le risque de microparticules.

Dans tous les cas, il est conseillé de bien désinfecter avant ou après tous vos ustensiles de cuisine imprimés en 3D.

Si vous cherchez des modèles 3D gratuits, nous avons fait notre propre sélection que vous pouvez facilement imprimer avec du filament.

Et vous, quelles précautions prenez-vous avec vos objets imprimés en 3D lorsque vous cuisinez ?