加拿大公司成功進行Structur3D食品3D打印實驗
2014年5月份，加拿大3D打印公司Structur3D推出的通用型3D打印擠出機附件Discov3ry3D，這是一款經(jīng)濟實惠、即插即用的設(shè)備，可以很容易地與MakerBot、RepRap、Ultimaker和大多數(shù)其他DIY 3D打印機兼容。只需裝上Discov3ry，您的桌面3D打印機能夠打印硅膠、聚氨酯（PU）、糖粉、陶瓷、粘土、木材填料等，甚至可以打印花生醬、巧克力等食品材料。
據(jù)中國3D打印網(wǎng)了解，由于其獨特的結(jié)構(gòu)特點，Discov3ry在打印糊狀或者膏狀材料方面具有獨特的優(yōu)勢。于是Structur3D在推出該產(chǎn)品之后一直在著力挖掘它在3D打印更多的食品材料方面的應(yīng)用。但是由于每種食物的粘度級別、溫度特性都有所不同，該公司很快就發(fā)現(xiàn)食品3D打印并不像想象中那樣容易。近日，Structur3D公司就披露了該公司研究人員Johannes Schumacher進行的一次3D食品打印的實驗。
一開始，Schumacher用蜂蜜、糖漿和液體果膠這些食材進行嘗試，由于這些材料的粘度都很低，因此更加適合打印平面輪廓，而不是更加立體的3D結(jié)構(gòu)。在一次實驗中，Schumacher選擇了蜂蜜、糖漿來打印出一個蜜蜂的輪廓圖案，用果膠打印出一個草莓的輪廓。在打印過程中，除了預(yù)期的效果之外，他還觀察到了一種奇特的現(xiàn)象，他稱之為荷葉效應(yīng)（lotus-like effect）。
“蓮花的葉子表面對水珠具有很強的斥力，因此水珠無法沾濕荷葉的表面，很快就會從其表面滾落下去，并帶走了荷葉上的污垢。我們在蠟紙上打印蜂蜜時，也看到了同樣的效果。”Schumacher解釋說。“當(dāng)一行蜂蜜沉積之后，它會變成一個個的小水滴，那些相互臨近的水滴會互相結(jié)合變得更大，但是各個蜂蜜滴之間是斷開的，并不會互相連接。”
盡管他曾經(jīng)嘗試想辦法減少打印床表面的張力，并且將打印平臺的溫度提升到60°C，以試圖減少荷葉效應(yīng)的影響，但是這只是導(dǎo)致那些水滴的形成的速度變得更快。Schumacher在3D打印糖漿和液體果膠的時候也出現(xiàn)了同樣的荷葉效應(yīng)。
隨后，Schumacher嘗試了具有更高粘度食材的3D打印：一塊費城奶油奶酪。考慮到奶油奶酪更厚，并且能夠保持形狀，他選擇了一個瑞士奶酪陣的3D模型來打印，這個模型需要打印大約十多層。除此之外它的形狀也更加復(fù)雜，因其表面會有不同的小孔。“由于奶油奶酪更加偏固體一點，這個應(yīng)該是可以實現(xiàn)的。”他說。
在開始3D打印階段，情況似乎比以前使用糖漿的時候更好一點。每個形狀都保持得很好，沒有出現(xiàn)坍塌。然而，隨著打印的進展，他發(fā)現(xiàn)這種材料粘度會受到溫度的影響，進一步又會影響到打印對象的質(zhì)量。“奶油奶酪是我們使用的第一個打印過程中表現(xiàn)出顯著的粘度變化的材料。當(dāng)奶酪剛從冰箱里取出來時，幾乎是固體的，粘度比硅脂還高。但是當(dāng)奶酪的溫度在接近房間溫度時，其粘度出現(xiàn)了下降。”
雖然總體上來說，此次食品3D打印的實驗結(jié)果并不是那么令人滿意，但是還是揭示了一些3D打印在食品領(lǐng)域應(yīng)用的可能性以及目前遇到的局限。就目前而言，使用那些介質(zhì)粘度能夠基本保持一致的食品材料似乎能夠獲得最好的結(jié)果，而這一類的材料之前已經(jīng)在3D打印中得到了成功應(yīng)用，比如巧克力、煎餅、凝膠糖果、糖粉、披薩面團、意大利面條、蔬菜泥等。
您可以點擊此處查看Structur3D進行3D食物打印實驗的全部結(jié)果，下面是Schumacher提供的視頻：
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