La fabrication additive offre aujourd’hui une grande liberté dans la création de modèles. En effet, les imprimantes 3D permettent d’obtenir des pièces de plus en plus complexes, notamment avec l'utilisation de filament FDA.
Les avantages de l'impression 3D sont donc également utilisés dans des applications spécifiques liées à l'alimentaire. Il est donc possible d'imprimer des pièces destinées à être en contact avec les aliments. Il existe cependant des réglementations en vigueur à ce sujet.
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).
Signification de la sécurité alimentaire et certifications en vigueur
Lorsque l'on parle de sécurité alimentaire dans le secteur de l'impression 3D, il est important de savoir si :
- Le matériau est propre à la consommation humaine ou si il peut rentrer en contact avec des aliments sans danger.
- Le matériau répond aux exigences demandées pour son utilisation et n'est pas un danger pour les aliments.
- La conception des outils ne sont pas réalisés avec des matériaux toxiques.
Les certifications
La FDA (Food and Drug Administration) est l'organisme américain qui autorise la commercialisation de produits jugés et certifiés sans danger. 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 certifications consacrées à la sécurité sanitaire des aliments s'orientent notamment vers un point important : la migration. En effet, les matériaux se rencontrent et partagent des particules, c'est ce qu'on appelle la migration. Les particules présentent sur la machine 3D peuvent se déposer sur la pièce imprimée puis sur les aliments. Les contacts sont une source de "contamination".
Lors de contacts occasionnels, la migration des nanoparticules est très faible. C'est pour cette raison que la contamination se fait sur les éléments en contact prolongé avec les aliments (les assiettes, les contenants et les ustensiles de cuisine).
Les exigences à respecter
Un filament FDA doit répondre à certaines exigences du code alimentaire FDA :
- Aucune migration de substance novices lors de contacts
- N'impacte pas les couleurs, l'odeur ou encore le goût
- Sécurisé lors qu'il est utilisé dans les conditions normales
- Non absorbant, résistant à la corrosion et durable
- Pouvant résister à des lavages répétés
- Ayant une surface lisse, facile à nettoyer sans bord coupant ni cassure.
- Résistant aux rayures, à la déformation ainsi qu'à la décomposition.
Lors que les institutions certifient un matériau pour qu'il soit un filament FDA, cela prend en compte le polymère brut mais également les additifs qui peuvent être ajoutés. En effet, un filament FDA peut contenir des composants pouvant améliorer la résistance à l'impact et la distorsion thermique. Il est possible d'y trouver des agents antistatiques, antidérapants, moussants, antioxydants, phosphorescents, de remplissage, des désactivant métalliques ou encore des colorants.
Remarques sur l'impression de pièces destinées à être en contact avec des aliments
Développement des bactéries
Des bactéries peuvent se développer sur les pièces imprimées en 3D. Le lavage au lave vaisselle (quand les pièces sont compatibles) permet de es éliminer. Cependant, le E. coli ou la salmonelle sont capables d'y survivre. Les filaments FDA sont donc le choix à faire pour l'impression d'éléments à une utilisation à long terme.
La résine epoxy ou polyuréthane homologuées pour le contact alimentaire permettent d’étanchéifier et de sceller la surface des réalisations. En effet, cela permet de réduire un maximum le risque de migration de particules et donc, la prolifération des bactéries. Cependant il n'y a aucune certification quant à cette technique.
Précautions pour le lavage des pièces
Les modèles imprimés ont pour la plupart, une faible température de déformation. Les températures élevées déforment donc les pièces. Si vous souhaitez utiliser le lave-vaisselle, vérifiez les spécifications techniques du matériau utilisé, notamment au niveau des températures qu'il peut supporter.
Le phénomène de migration intervient également lors du lavage. En effet, les particules qui ont migré des composants de l'imprimante vers les pièces imprimées se retrouvent dans le système de lavage. C'est pour cette raison qu'en plus d'utiliser un filament FDA, il faut également s'assurer que les composants qui rentrent en contact avec le matériau (ou la pièce) soient sans danger pour les utilisateurs. Plus particulièrement, qu'ils ne contiennent pas de produits nocifs.
Notez que cela intervient notamment lors du changement d'un matériau par un autre. Il y a de grandes chances que le matériau utilisé précédemment possède des particules toxiques ou ait été en contact avec certains composants, eux mêmes considérés comme dangereux.
Filament FDA : sans danger pour les aliments et les utilisateurs
Il existe de nombreux matériaux qui correspondent à vos besoins mais qui ne sont malheureusement pas certifiés pour un contact avec les aliments. Si votre projet inclus un contact avec des aliments, ne choisissez que des filaments FDA.
Contact avec les aliments
Le temps d'exposition avec les aliments est un facteur important qu'il ne faut pas négliger pour des règles de santé. Plus cette période est longue, plus le risque de migration est élevé. Prenez toujours des précautions supplémentaires afin d'éviter ou de limiter les contacts prolongés avec les aliments.
La stéréolithographie (SLA) sans danger pour les aliments ?
La stéréolithographie utilise un laser pour polymériser de la résine photosensible couche par couche afin d'obtenir une pièce en 3D. La résine utilisée avec la technologie SLA ne doit pas être utilisée pour des applications incluant des contacts avec des aliments.
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. Contrairement à un filament FDA, ces résines sont certifiées biocompatibles dans un contexte précis et ne doivent pas être utilisées en dehors de celui-ci.
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. Cela dit, selon le type de résine, l'épaisseur de couche, l'orientation du modèle, le maillage 3D choisi, la qualité de surface obtenue peut varier. Notez que les revêtements, ne garantissent pas le contact sans danger avec des denrées alimentaires. Ils peuvent déclencher des réactions venant de la résine qui pourraient se montrer dangereuses.
La création de moules
La création de moules sur-mesure est une façon de profiter des avantages de l'impression 3D SLA sans avoir de contact direct avec les aliments. En effet, avec cette technologie il est possible de créer des négatifs de moules formés grâce à l'aspiration sous vide en utilisant une feuille de plastique alimentaire. Des outils comme la thermoformeuse FormBox sont parfaits afin d'obtenir des moules sur-mesure rapidement.
L’électrodéposition
L'électrodéposition consiste à plonger une pièce dans une solution électrolytique dans le but de la recouvrir de métal à l'aide d'un courant électrique. Les résultats avec la technologie SLA sont idéaux pour ce procédé grâce à leur surface quasiment lisse. Cependant, le plastique n'étant pas conducteur il faut appliquer un revêtement graphite ou une laque conductrice. Il faut cependant vérifier que les revêtements métalliques soient certifiés sans danger au contact des aliments.
Imprimer un filament FDA avec le dépôt de filament (FDM) ?
La technologie FDM permet de réaliser des objets en 3 dimensions grâce à un filament fondu déposé couche par couche. 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. En effet, certains matériaux spécifiques sont certifiés FDA mais nécessitent une température d’extrusion supérieure à 300°C.
Les filaments FDA
Les filaments FDA pour l'impression 3D qui existent sont les : PLA, ABS, ASA, PEI, co-polyesters, polypropylènes, PET, HIPS et nylons. Il faut prendre en compte que les filaments FDA peuvent perdre ce statut en raison de l'oxydation et la dégradation thermique du processus d'impression.
Voici la liste de nos filaments certifiés pour le contact alimentaire :
Si vous souhaitez voir toute notre sélection de consommable FDA, cliquez sur le lien pour voir notre catégorie filament contact alimentaire.
Il est important de savoir que la sécurité alimentaire dans le domaine de la fabrication additive n'est pas un sujet facile. En effet, les projets d’impression 3D où des pièces sont destinées à être en contact avec les aliments nécessitent une réflexion. Effectivement, il faut évaluer les risques et choisir le filament FDA en fonction de l'utilisation prévue. Quel est votre avis sur les filaments certifiés FDA ? N’hésitez-pas à poser vos questions en commentaire.
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