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    采访:AMT和DTI如何创造3D打印食品

      [  中关村在线 原创  ]   作者:王征   |  责编:王征

    "食品接触应用肯定是3D打印会占据更大蛋糕的地方,这只是我们表面处理的冰山一角。这是一个在未来几年会有很大增长的市场,所以那里的潜力很大。" 丹麦技术研究所(DTI)的团队经理Mads Østergaard如此描述增材制造技术(AMT)后处理系统的未来。在接受3D打印行业采访时,Østergaard和AMT的CRO Noud Steffens都解释了他们的合作如何为AMT的PostPro3D机器创造新的应用。

    AMT是一家位于谢菲尔德的后处理专家,以PostPro3D自动平滑系统而闻名。该公司的机器为使用打磨或化学处理的零件提供了一种经济有效的替代方案,并与使用一系列3D打印技术创建的零件兼容。而总部位于丹麦的DTI则是一家研究和技术企业,该公司雇佣了超过1000名专家,拥有超过10000名客户。该公司部署其多种技术来推动从建筑和施工到可再生能源等多个行业内的创新。

    两家企业在今年早些时候开始合作,当时DTI主动联系AMT,提出为其PostPro3D系统提供新的应用。"DTI正在开发用于食品加工厂的部件,他们需要获得食品接触测试的批准,"Steffens解释说。"在这些应用中使用PostPro3D的主要好处是,它可以使表面非常光滑,密封性好,所以食物垃圾的吸收率非常低。另一大好处是它变得非常容易消毒。" 

    利用AMT系统提供的密封表面处理,DTI能够生产出符合欧盟食品和皮肤接触相关应用规定的组件。因此,PostPro3D现在可以用于为3D打印部件创造新的机会,在需要食品或皮肤接触的领域,清洁度至关重要。Steffens强调,3D打印在食品接触相关行业的潜力尚未被开发。

    "在加工业中,食品加工是一个重要的市场,对3D打印的零件需求量很大。这在制造业环境中尤其如此,对于工具、备件、夹具和固定装置来说,更是如此。" 

    采访:AMT和DTI如何创造3D打印食品

    AMT解决贸工部食品接触难题的方案。

    DTI去年开始为食品生产行业的客户测试塑料3D打印组件,他们要求零件的表面处理符合欧盟法规。这一需求为该公司创造了一个机会,即生产一种可用于食品接触领域,但以一种全新的非常规方式进行后处理的部件。起初,DTI测试了一种手动的后处理方法,但虽然该工艺确实符合欧盟安全标准,但它不具备所需的可扩展性范围。

    其他常用的后处理技术,如滚压法也不被认为是可行的。虽然滚压工艺使零件的顶面看起来很光滑,但其内部通道仍然暴露在外。因此,如果将这些后处理部件用于与食品接触的行业,食品可能会被夹在部件内部,从而污染生产过程。此外,仅使用选择性激光烧结(SLS)生产的零件也无法达到足够的光洁度,无法用于食品接触行业,因此需要进行新型的后处理。

    在看到Formnext 2019展会上展示的PostPro3D后,DTI意识到该技术的潜在应用,于是主动联系AMT,开始了双方的合作。使用PostPro3D的化学蒸汽精加工技术,DTI能够生产出具有密封的最终表面的零件,防止任何食物进入材料的孔隙。

    "如果你的表面粗糙度很高,会发生的情况是,食物或任何与零件接触的东西都会进入零件的孔隙中,使零件变得肮脏且难以清洗,"AMT公司业务开发经理Giorgio Ioannides解释说。"而如果你把它们磨平,并把表面密封起来,就会使它更容易擦拭干净。你需要有一个'接近注塑'的部件,否则,细菌只会在部件内培养。" 

    采访:AMT和DTI如何创造3D打印食品

    AMT和DTI的成功认证 

    为了使这些经过后处理的3D打印部件能够在食品加工等接触敏感行业的制造过程中使用,它们首先需要通过一系列的法规测试。这些评估旨在通过确保不会发生交叉污染,零件的塑料都不会迁移到正在加工的食品中,从而使零件能够安全使用。认证要求通过四项测试,包括将部件浸泡在烤箱、孵化器或冰箱中,并浸泡在不同程度的异辛烷和高达95%的乙醇溶液中。

    PostPro 3D成品部件成功取得了五个不同领域的认证,包括食品和皮肤接触,以及微生物测试,为3D打印部件的新应用提供了潜力。" DTI在业内试用了几种后处理技术,我们是唯一能达到他们所有要求的,Steffens说。"我们现在有一整套的认证,我们将继续确保我们的客户和他们的用户将符合当地的法规。这推动了行业的发展。"

    虽然Steffens称赞该认证是3D打印向前迈出的重要一步,但他也承认他们所取得的成就存在局限性,强调你不能为3D打印部件赢得 "普遍认可"。"它并没有给每一个使用打印技术并针对这些应用的人一个豁免。这对客户来说是一个方向,使用PostPro3D可以成为针对这些应用的优势。" 因此,其他想要在类似的接触型应用中使用3D打印组件的公司将需要重新测试是否符合规定。

    更为复杂的是,根据组件将接触哪些食品和皮肤表面,以及在哪个地区进行测试,对认证的要求有很大不同。例如,在北美,法规与欧洲执行的法规不同,部件必须满足不同的标准才能在那里使用。例如,AMT的成功测试只是在欧盟法规下进行的,而这些零件还没有在美国食品和药物管理局(FDA)的规定下进行测试。

    获得FDA的批准仍然是AMT未来的首要任务,但Steffens强调,成功的测试只是代表其PostPro 3D机器发展的第一步。"你不可能一次做完所有的事情,必须一步步来。首先,你必须有一个对这类市场真正感兴趣的客户,而且需要有这样的需求。我认为我们首先要去美国的FDA,如果我们能实现这些(认证),那么我们就会去争取其他的认证。"

    PostPro3D的未来应用 

    虽然成功的测试并不能给予全面的认可,但认证确实为PostPro3D开启了各种新的食品加工应用。根据Steffens的说法,这些范围从 "肉类生产到冰淇淋或巧克力",AM比较传统应用的领域,也不应该被忽视。例如,3D打印的工具和备件,现在理论上可以用在进行食品处理的领域。PostPro3D提供的密封表面可以使这类部件得到适当的消毒,使食品加工厂成为3D打印部件的潜在新领域。

    采访:AMT和DTI如何创造3D打印食品
    使用PostPro3D,ATI能够生产出表面密封的零件,防止食物垃圾进入材料的孔隙(如图)。图片来自AMT

    此外,Steffens和Østergaard都对使用AMT的系统对医疗领域的零件进行后处理的前景感到兴奋。Steffens表示,如果有客户找上门来,AMT可以在未来进行开发,而Østergaard则表示,这是DTI已经在积极开展的工作。"我们在医疗领域内有一些公司,不仅仅是生产植入物,还有医院的X射线机的设备,他们也在研究这种更好的产品清洁度。这绝对是我们可以增加市场份额的地方。"Østergaard说。

    DTI还在使用AMT的PostPro系统测试一种可检测金属的粉末,这种产品也可以提高食品行业的安全性。对于用于食品接触行业的组件,这种粉末可以使任何转移到食品中的塑料变得容易检测。这可以起到缓解早期采用者的担忧,因为这将降低缺陷食品出厂的风险,DTI声称已经有客户对这一功能的需求。"我们的一些客户拥有生产披萨的机器,"Østergaard解释说。"他们对工厂里出来的产品进行100%的监控,所以他们要求工厂里的每一个零件都是可以检测到金属的。"

    总的来说,由于AMT的PostPro 3D系统所释放的潜力,3D打印现在可以应用于从护肤品到新的医疗护理应用等各种新行业。Østergaard最后重申了该技术的好处,以及它为DTI等公司创造的可能性。"这里有一个非常大的机会,不仅仅是对我们来说,我们现在有很多来自食品行业内的好例子,产品已经证明了这是可以使用的,而且未来也会使用。"

    AMT公司PostPro3D的发展历程 

    自2018年推出以来,AMT更新了PostPro3D系统,并与其他公司合作,为其后处理技术开发新的应用。

    例如,在Formnext 2019上,这家后处理专家推出了其新的数字制造系统(DMS)。DMS被描述为一个全面的后处理系统,使用AMT的专有技术为整个制造工作流程提供自动化和数字化的解决方案。

    AMT还与喷砂设备制造商Leering Hengelo合作,在2020年4月推出了两款用于印刷零件的新型除粉系统。AMT随后推出了PostProDP和PostProDP Pro设备,这两款设备旨在自动清理激光粉末床熔接件上多余的粉末。

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