I ricercatori si sforzano di migliorare i parametri di stampa 3D per i buongustai
Il potenziale per il cibo stampato in 3D e l’hardware, il software e i materiali associati è fonte di numerosi ricercatori provenienti dalla Cina e dall’Australia per esaminare ulteriormente i vantaggi della tecnologia e le caratteristiche più specifiche come i metodi di taglio durante il processo di progettazione 3D. Gli autori Chaofan Guo, Min Zhang e Bhesh Bhandari delineano il loro lavoro nel documento pubblicato di recente, ” Costruzione di modelli e processi di stampa 3D per affettare: una revisione “.
Mentre molta attenzione è stata dedicata alla metodologia di fabbricazione degli alimenti tramite stampanti 3D, le complessità del design e delle impostazioni sono raramente discusse. Gli autori si sforzano di concentrarsi sui requisiti della stampante 3D, le impostazioni per l’affettatura e le tecniche e i processi di ottimizzazione.
Dato che l’hardware necessario è diventato disponibile e migliorato nel tempo, è stato dimostrato che è possibile produrre alimenti stampati in 3D, nonché “rifilati, cucinati o cotti come richiesto”. Gli autori sottolineano, tuttavia, che sorgono ancora sfide per quanto riguarda la struttura e la stabilità, le prestazioni degli ingredienti, i metodi di post-elaborazione e i problemi risultanti con la deformazione delle stampe.
I seguenti parametri di stampa sono cruciali:
Altezza di stampa
Velocità di stampa
Diametro dell’ugello
Velocità di movimento dell’ugello
Spessore dello strato
Temperatura
L’intero processo inizia con un progetto e non solo dovrebbe essere funzionale e stabile, dovrebbe soddisfare i consumatori e soddisfare le loro diverse esigenze. Gli autori sottolineano che, sebbene la creazione di modelli basata su CAD sia estremamente utile per coloro che hanno una vasta esperienza, la maggior parte degli utenti e dei progettisti traggono beneficio lavorando con un modello o un oggetto scansionato. I modelli prestabiliti sono stati molto utili anche nelle ricerche precedenti, come la fabbricazione di oggetti stampati con gel di succo di limone.
I militari hanno abbracciato la stampa 3D per molti usi diversi, e il cibo è uno di questi come il sostentamento può essere personalizzato, realizzato in forma più piccola e più leggera, e conservato facilmente. I disegni, tuttavia, devono essere ben strutturati e contenere un’alta percentuale di riempimento.
“Inoltre, combinando con l’agglomerazione ultrasonica, le particelle di oggetti stampati in 3D possono essere fuse insieme emettendo onde ultrasoniche”, affermano i ricercatori.
La NASA ha continuato a sperimentare anche la stampa 3D nel settore alimentare, ma con una sfida:
“Gli attuali sistemi alimentari non possono soddisfare la durata di conservazione e le esigenze nutrizionali delle missioni a lungo termine”, affermano i ricercatori. “La macchina ‘stampatrice’ in veicoli spaziali basata sulla produzione additiva può stampare varie geometrie alimentari da ingredienti alimentari per astronauti a cibi ‘ricostituiti’. Questi alimenti “ricostituiti” possono essere prodotti da forme progettate o modelli scannerizzati da alimenti regolari, che saranno utili per ridurre la noia delle operazioni spaziali a lungo termine. “
La continua ricerca di una migliore stampa 3D del cibo per missioni a lungo termine per gli astronauti ha portato allo sviluppo di strutture complesse, tuttavia, con disegni creati per imitare lo scheletro e il muscolo cardiaco stampato con inchiostri ricchi di proteine. Anche la tecnologia di stampa 3D si è rivelata utile nell’educazione, dal momento che i bambini si divertono a fare il cibo e padroneggiano diversi aspetti dell’apprendimento STEM.
E mentre molti di noi hanno le migliori intenzioni quando cuociono una torta o fanno una prelibatezza gastronomica, non sempre abbiamo la padronanza – o il talento – per tirare fuori gli sforzi complessi con il cibo. Con la stampa 3D, gli utenti (così come i ristoratori) possono creare forme personalizzate e complesse ma lasciare la precisione alla stampante:
“Anche se, teoricamente, la tecnologia di stampa alimentare 3D è uscita per qualche tempo, fino al 2016 il primo ristorante al mondo per la stampa di alimenti in 3D è stato creato da Food Inc. a Londra. Nel settembre 2018, Jan Smink, Top Chef e Ambasciatore di Flow, ha aperto il suo nuovo ristorante a Walwiga, portando la cucina di stampa 3D ai nostri occhi. Le cucine realizzate con la tecnologia di stampa 3D possono creare un’esperienza speciale per gli ospiti con un aspetto artistico fatto da modelli completamente progettati “, affermano i ricercatori.
Il software di slicing è fondamentale per numerosi motivi, ma principalmente nella conversione di file .stl in G-Code. I principianti potrebbero lavorare con software di slicing che è preimpostato, mentre gli utenti più avanzati sono in grado di impostare tutti i parametri e, in alcuni casi, anche assistere nella riparazione.
“Oltre al design del modello, alla stampante 3D e all’ottimizzazione dei materiali di stampa, il software di slicing è un altro fattore cruciale in grado di ottenere un effetto di stampa ottimizzato. Il software slicing è un driver intermedio per la pianificazione del percorso e il calcolo delle sezioni tra il modello 3D e la stampante 3D. In altre parole, il software slicing è uno strumento in grado di trasformare il modello digitale in un modello ipostatico “, affermano i ricercatori.
Un breve riepilogo dei modelli 3D in alcune aree specifiche per la stampa di alimenti
Nel complesso, mentre i ricercatori notano l’enorme quantità di innovazione e progresso che gli sviluppatori hanno fatto nel corso degli anni, raccomandano che venga data più attenzione allo sviluppo di modelli per la stampa 3D di cibo, specialmente nel software di costruzione e affettatura di modelli. Ciò dovrebbe iniziare con un ulteriore studio dei consumatori che apprezzerebbero la tecnologia, insieme allo sviluppo di una tecnologia specifica per la stampa di alimenti 3D e un uso più esteso dell’analisi numerica.
