Discutiendo el lado más sabroso de la impresión 3D de escritorio

Jun 03, 2024

Poco después de que se crearan las primeras impresoras 3D de escritorio, la gente empezó a preguntarse qué otros materiales podían extruir. Después de todo, el plástico no sirve para muchas cosas, y hay muchos otros tipos interesantes de sustancias pegajosas que se prestan a un chorro sistemático. Arcilla, cemento, cera, soldadura e incluso material biológico. Las posibilidades son enormes e incluso hoy en día seguimos explorando nuevas formas de utilizar la fabricación aditiva.

Pero si bien la mayor parte de la investigación se ha centrado en lo práctico, también ha habido interés en las aplicaciones más sabrosas de la impresión 3D. Ser capaz de imprimir materiales comestibles ofrece algunas posibilidades culinarias fascinantes, desde producir un veteado realista en filetes artificiales hasta crear caramelos dodecaedros con rellenos personalizados. Desafortunadamente para nosotros, las pocas impresoras aptas para alimentos que han llegado al mercado no están destinadas exactamente al sector del bricolaje.

Es decir, hasta ahora. Después de casi una década en desarrollo, se espera que el kit de impresora 3D de chocolate Cocoa Press de Ellie Weinstein comience a distribuirse antes de fin de año. Derivado del diseño de Voron 0.1, el kit está destinado a ayudar a aquellos con experiencia en impresión 3D a expandir su repertorio más allá de los plásticos y hacia algo un poco más dulce.

Entonces, ¿quién mejor para organizar nuestro reciente chat sobre cómo hackear alimentos con impresión 3D? Ellie se tomó el tiempo para responder preguntas no solo sobre Cocoa Press en sí, sino también sobre el mundo más amplio de la impresión de materiales comestibles. Si bien está diseñado principalmente para imprimir chocolate, con algunos ajustes, el hardware es capaz de extruir otras sustancias como glaseado o mantequilla de maní. Es sólo cuestión de poner las impresoras en manos de hackers y fabricantes, y ver qué les apetece.

Entonces, ¿por qué chocolate? Es una pregunta bastante sencilla para iniciar el chat, pero la respuesta de Ellie puede resultar una sorpresa. No se debió a algún amor por el chocolate o al deseo de imprimir dulces personalizados, al menos no del todo. Simplemente pensó que sería un material fácil con el que trabajar cuando comenzó a probar las versiones iniciales de su impresora en 2014. La razón fue que no necesitaba mucha energía para derretirse y que volvería a ser sólido solo a temperatura ambiente. Si bien es cierto, esta sensibilidad a la temperatura terminó siendo exactamente la razón por la que fue un desafío trabajar con ella.

Por ejemplo, la primera versión de Cocoa Press La-Tecnologia cubierta cuando Ellie la mostró en la World Maker Faire 2018 en Nueva York tenía un elaborado sistema de producción de aire frío utilizando unidades Peltier enfriadas por agua, que soplarían sobre el chocolate a medida que avanzaba. Salió del enorme elemento calefactor. Funcionó, pero era una forma compleja y costosa de crear formas de chocolate personalizadas.

Ellie explicó que la clave era experimentar con diferentes formulaciones de chocolate, lo que finalmente permitió ajustar la temperatura a la que se derretía y solidificaba. Esto, a su vez, permitió simplificar el hardware de la impresora. Es una compensación interesante entre química e ingeniería, y aunque significa que la impresora necesita usar su propia mezcla de chocolate personalizada, vale la pena por el costo y el número de piezas enormemente reducidos de la impresora.

Para los Willy Wonkas aficionados, en este punto la charla se desvía hacia una discusión sobre lo que se incluye en las delicias de chocolate comunes. No es el tipo de cosas que vemos a menudo en Hack Chat, pero aun así fue fascinante. No profundizaremos mucho en ello aquí, pero la versión corta es que la base del chocolate (manteca de cacao, aceite de palma, etc.) determina cómo responde a las diferentes temperaturas y si requiere o no atemperado para lograr el efecto deseado. chasquear” cuando lo muerdas. ¿Nunca supiste que era necesario templar el chocolate? Nosotros tampoco. Ellie dice que es por eso que una barra de chocolate derretida nunca vuelve a ser la misma, incluso si intentas tirarla al refrigerador para solidificarla nuevamente.

Al final, Ellie dice que su fórmula para el chocolate compuesto (que contiene aceite de palma y sólidos de cacao) se imprime a 33 °C (91 °F) y no requiere ni una cama caliente ni una cámara cerrada. Sin embargo, sí señala que existe un límite superior en la temperatura ambiente de la habitación: la calidad de impresión disminuye a temperaturas superiores a 26 °C (80 °F). Como comentario interesante, esa es aproximadamente la temperatura mínima que alcanzaría con una impresora cerrada cuando trabaja con termoplásticos comunes como PLA y PETG.

En cuanto a la mecánica del extrusor, también ha sufrido algunas variaciones a lo largo de los años. Al principio, Ellie usaba presión de aire para forzar el material a salir de la cámara calentada, lo que tenía ciertas ventajas, pero nuevamente agregaba complejidad al diseño. El hardware final, como la mayoría de las impresoras de extrusión de pasta de bricolaje que hemos visto, utiliza un émbolo motorizado. Si bien se trata de una forma sencilla y fiable de extruir sustancias espesas como el chocolate, un problema que se señaló durante la charla fue la formación de burbujas de aire. El sistema neumático original las manejaba con calma, pero con un émbolo físico es necesario eliminar las burbujas del material, generalmente calentándolo y haciendo vibrar la cámara. Se sugirieron varios métodos para automatizar este proceso, incluido el uso de un código G personalizado o un pequeño motor desequilibrado para agitar la extrusora.

Hablando de código G personalizado, un miembro del chat preguntó si Ellie había experimentado pausando la impresora a una altura de capa determinada para poder acceder al interior del objeto de chocolate impreso. Ella confirmó que esto se puede hacer usando el mecanismo integrado en PrusaSlicer, y que tuvo buena suerte agregando varios rellenos sólidos y líquidos a los objetos a mitad de la impresión. Naturalmente, esto llevó a una discusión sobre los diversos métodos de relleno disponibles y cómo afectarían los tipos y cantidades de rellenos que serían posibles mediante este método.

Hacia el final de la charla, la discusión se centró en lo que quizás sea uno de los aspectos menos agradables de la impresión de materiales comestibles: la limpieza. No solo es necesario limpiar la impresora para asegurarse de que siga funcionando correctamente, sino que obviamente es fundamental que todo se lave adecuadamente para evitar cualquier crecimiento bacteriano que pueda comprometer futuras impresiones. Con ese fin, Ellie explicó que es fundamental limitar la cantidad de piezas que realmente tocan los alimentos: en Cocoa Press solo hay cuatro. También es importante que esas piezas se puedan quitar fácilmente sin la ayuda de herramientas y que estén hechas de un material apto para alimentos, como el acero inoxidable.

Nos gustaría agradecer a Ellie Weinstein por tomarse el tiempo de hablar con nosotros sobre su experiencia en el desarrollo de Cocoa Press. Es un proyecto que hemos estado siguiendo en estas páginas durante varios años y estamos emocionados de verlo finalmente. cerca del lanzamiento comercial. A lo largo de los años, hemos visto varios intentos de desarrollar impresoras de alimentos, tanto por parte de la comunidad de aficionados como de actores comerciales, pero nada logró concretar el aterrizaje. Esperamos que Cocoa Press finalmente rompa el molde... literal y figurativamente.

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