Druk 3D żywności to jeden z tych obszarów, który teoretycznie może wprowadzić technologie przyrostowe na zupełnie inne, nowe obszary. Niestety zanim tego typu urządzenia się upowszechnią, minie jeszcze sporo czasu. Największą barierą pozostają w dalszym ciągu niedoskonałości wynikające z samego procesu technologicznego drukowania przestrzennego żywności, mała skala sprzedaży tych urządzeń oraz kwestie dopuszczenia ich do otwartej sprzedaży w kontekście stosownych pozwoleń i certyfikatów spożywczych. Niemniej jednak, jeśli ktoś pragnąłby stworzyć drukarkę 3D do drukowania żywności na własny użytek, jedyną barierą są umiejętności i wyobraźnia. I tak np. na portalu Instructables pojawiła się instrukcję przebudowy popularnego Ultimakera na… drukarkę 3D do czekolady!
Ultimaker to producent jednej z najpopularniejszych niskobudżetowych drukarek 3D na świecie. W trzech pierwszych kwartałach 2015 roku zanotował czwarty wynik pod względem ilości sprzedanych urządzeń, który był zarazem najlepszy w Europie. W naszym plebiscycie branżowym firma zdobyła nagrody dla Najlepszego Zagranicznego Producenta Drukarek 3D 2015 oraz Najlepszej Zagranicznej Drukarki 3D 2015. Swój sukces zawdzięcza dość nietypowemu jak na producentów hardware’u podejściu do swoich urządzeń. Wierny ruchowi open-source, z którego się wywodzi, Ultimaker udostępnia źródła swoich drukarek 3D pozwalając pasjonatom druku 3D na samodzielne ich budowanie, bądź udoskonalanie.
Dainis_Dz – użytkownik Instructables, zaprezentował projekt, który w pełni wykorzystuje wolność jaką daje Ultimaker w modyfikowaniu jego drukarek 3D. Przy użyciu dość prostych rozwiązań (będącymi naturalnie na bakier ze wszystkimi oficjalnymi normami sanitarnymi) zbudował urządzenie zdolne tworzyć proste modele przestrzenne z czekolady.
Budowa extrudera
Kluczowym w całym projekcie była budowa odpowiedniego extrudera zdolnego tłoczyć masę czekoladową oraz dopasowanie odpowiedniego gatunku czekolady. Jako extruder posłużyła strzykawka o średnicy 20 ml, która została pokryta folią aluminiową i taśmą Kaptonową. Grzałka wykonana została z drutu NiCr owiniętego wokół strzykawki, który został dodatkowo pokryty Kaptonem. Na koniec zainstalowano termistor NTC 100k Ohm.
Aby ekstrudować czekoladę, należało przecisnąć ją w jakiś sposób przez dyszę. Pierwsza wersja extrudera musiała zostać zmodyfikowana, ponieważ zastosowano początkowo tylko dwa przepusty. Aby to poprawić wydłużono extruder dodając kolejne tuleje i łożysko.
Firmware
Dainis_Dz dokonał kilku drobnych modyfikacji w firmwarze drukarki 3D. Przede wszystkim zmniejszył temperaturę grzania do 20°C oraz zmienił ilość kroków na 90 na 1 mm.
Czekolada
Gdy już uporano się z kwestiami mechanicznymi nadszedł czas na drugi najtrudniejszy element całego projektu, czyli dobranie właściwego materiału… Początkowo Dainis użył najtańszej czekolady mlecznej z pobliskiego sklepu spożywczego. Chociaż bardzo łatwo się topiła w temperaturze już 30°C, to po wytłoczeniu przez dyszę aż przez godzinę pozostawała w stanie półpłynnym – i to mimo dużego chłodzenia. Uniemożliwiło to oczywiście budowanie jakichkolwiek obiektów wyższych niż 2-3 warstwy.
Kolejna wizyta w sklepie zaowocowała zakupem lepszej jakościowo, gorzkiej czekolady, która wymagała nieco wyższej temperatury na poziomie 35°C.
Czekolada była każdorazowo łamana na malutkie kawałeczki i w takiej formie była wkładana do wnętrza strzykawki. Następnie należało ją roztopić cały czas uciskając ją i dokładając kolejne kawałki. Przed rozpoczęciem drukowania strzykawka powinna być pełna rozgrzanej, roztopionej czekolady.
Gdy czekolada rozpuściła się w strzykawce Dainis poczekał aż znikną pęcherzyki powietrza i dopiero wtedy zaczął ją ekstrudować. W międzyczasie temperatura spadła do 26°C, co dało dużo lepsze efekty, chociaż wciąż dalekie od doskonałości. Bardzo ważnym aspektem okazało się chłodzenie czekolady nakładanej podczas drukowania. Niestety zbyt duży powiew powietrza powodował, że nakładane warstwy były zdmuchiwane ze stołu roboczego…
Chłodzenie
Rozwiązanie problemu chłodzenia było równie proste co ekstremalne. Aby schłodzić wydruk drukarka 3D została przeniesiona… na zewnątrz. Nie byłoby może w tym jeszcze nic szokującego, gdyby nie fakt, iż aktualnie jest zima (przynajmniej w innych częściach świata…) i temperatura wynosiła -4°C. Diametralnie poprawiło to jakość druku 3D. Jedynym problemem okazało się rozpoczęcie samego drukowania, ponieważ czekolada chłodziła się zbyt szybko wewnątrz dyszy przed jego uruchomieniem.
Rozwiązanie? Rozpoczęcie drukowania wewnątrz i wystawienie drukarki 3D na zewnątrz po wydrukowaniu pierwszej warstwy.
Jak zatem widać, drukowanie z czekolady nie jest łatwe i wymaga stosowania mnóstwa mniej lub bardziej prowizorycznych rozwiązań. Chociaż tego typu urządzenie może zbudować z powodzeniem każdy średnio uzdolniony majsterkowicz hobbysta, osobom lubiącym prostsze (i gotowe) rozwiązania zalecam lekturę zestawienia drukarek 3D do żywności autorstwa Bartka Kuczyńskiego.
Źródło: www.instructables.com
