Nieuwsbrief

Zelf aan de slag met chocolade en 3D-printer is makkelijker dan gedacht! Wij gingen aan de slag en bouwden de CoLiDo DIY zelfbouw-3D-printer op vrij eenvoudige wijze om naar onze eigen chocolade 3D-printer. Deze kan bijvoorbeeld gebruikt worden voor het 3D-printen van een leuke chocoladetekst of -tekening op een zelfgemaakte taart. Met een beetje fantasie zijn de mogelijkheden eindeloos!
 
De CoLiDo DIY printer is bij uitstek geschikt voor dit project, omdat deze toegankelijke zelfbouw-printer beschikt over extruder hardware die makkelijk te gebruiken is voor de modificatie. Het printen met chocolade vereist het nodige aan testen, maar maakt het mogelijk om op een geheel nieuwe en creatieve manier aan de slag te gaan met chocolade en 3D-printen.

De verwarmde spuit
Wij gaan ons 3D-printersysteem ombouwen naar een systeem met een injectiespuit. Omdat we met etenswaren aan de slag gaan, is veiligheid en hygiëne belangrijk. Een injectiespuit is voedselveilig en in veel gevallen steriel en dus ideaal voor dit project. Om met chocolade te kunnen printen dient dit vloeibaar te zijn en hiervoor is een temperatuur van ongeveer 30°C nodig. Door het aanpassen van een 23x23 cm kapton heated bed sticker realiseren wij een verwarming die direct rondom de injectiespuit komt te liggen.
 
De oorspronkelijke heatedbedsticker levert een overkill aan vermogen en is absoluut niet nodig voor een setup met chocolade. Door de sticker door midden te knippen, hebben we de mogelijkheid om de sporen anders te schakelen. Het idee is om de sporen in serie te zetten om zo de stroom te beperken / weerstand te verhogen.
 
De sporen zijn gemaakt van een nikkelchroom (nichroom) legering. Standaard soldeer-tin pakt niet goed op dit materiaal, daarom hebben wij S39 RVS toegevoegd om een goede verbinding te kunnen realiseren.
 
Voor het meten van de temperatuur maken we gebruik van een standaard voorgekrompen 100k thermistor. Deze plakken we mee tussen de kaptonverwarmingssticker.
 
De kapton verwarmingsmat en de thermistor hebben we voorzien van een molex-connector, zodat het geheel makkelijk los te koppelen is (bijvoorbeeld handig bij het schoonmaken).
 
De eerste testen laten direct zien dat verwarmingsmat het geheel zeer snel op temperatuur krijgt; ruim voldoende voor het smelten van chocolade.

De extruder

De stappenmotor van de CoLiDo DIY printer kunnen we hergebruiken voor de chocolade extruder. Aan de hand van de afmetingen van de X-carriage hebben we een extruder getekend die de injectiespuit indrukt door het aandraaien van een draadeind. De onderdelen hebben we geprint met Apollo PLA Filament. Voor deze toepassing is PLA sterk genoeg. Alles is geprint met een infill van 30%.
  Om het systeem universeel te houden, hebben we ervoor gekozen om de houder van de injectiespuit als los onderdeel te tekenen. Dit maak het mogelijk om in de toekomst nog te switchen van maat en type injectiespuit.

De CoLiDo DIY is aan de bovenzijde voorzien van een verbindingsstuk. Deze hebben wij verwijderd om extra ruimte te creëren in de hoogte. Onze 3D-printer is hierdoor iets minder stabiel, maar nog steeds stabiel genoeg voor het printen met chocolade. De beweegsnelheid ligt namelijk een flink stuk lager dan bij het printen met filament.
 
De instellingen
De mooiste optie is volgens ons om alle instellingen voor de extruder in de firmware te verwerken. Maar wanneer we niet aan de firmware van de CoLiDo DIY willen sleutelen, is het een prima alternatief om de benodigde instellingen in de G-code te verwerken. Zo blijft de firmware origineel en kunnen wijzigingen tijdens het testen bovendien snel worden toegepast. Uiteindelijk is het de bedoeling om instellingen op te nemen in het start-G-code script van de slicing software.
 
De printer is beveiligd tegen koude extrusie en aangezien we voor onze chocoladeprinter willen gaan werken op 30°C dienen we deze beveiliging uit te schakelen. Daarna moeten we aangeven hoeveel stappen per mm de extruder nodig heeft. Met de gebruikte injectiespuit komen wij uit op 9,3 stappen per mm. Dit is voor het extruden van 1 mm chocolade uit de injectiespuit.

De volgende G-code commando's kunnen gebruikt worden voor het programmeren van de benodigde instellingen:

M302               ; allow cold extrusion 
M92 E9.3        ; set new extruder steps

De eerste test 
Na het installeren van de complete chocolade extruder is het tijd voor de eerste test. Resultaat: met een ingestelde temperatuur van 50°C smelt onze chocolade behoorlijk snel.
 

Bij onze eerste test is het goed merkbaar dat er nog te veel lucht in de injectiespuit zit. Om dit te voorkomen kan de injectiespuit nog zo'n 20 a 30 minuten met het tutje omhoog worden geplaatst. Zo zakt de chocolade naar beneden en kan alle resterende lucht eruit worden gedrukt. Zodra er geen lucht meer in de injectiespuit zit is hij gereed om mee te printen.

Als printondergrond kan er prima gebruikgemaakt worden van bakpapier. Bij onze tests hebben wij ook standaard wit A4-papier gebruikt. Na het afkoelen is de chocolade makkelijk los te halen.

De chocolade heeft behoorlijk wat tijd nodig voor dat het stolt. Het is dus beter om te printen in een koele ruimte (<20°C).
 
Een 3D-geprinte chocolade vorm, tekst of figuur kan direct op een taart of dessert worden geplaatst of kan als uniek chocolaatje cadeau worden gedaan.

Resultaten
Met onze 3D-chocoladeprinter konden wij vrij eenvoudig platte tekeningen en teksten printen. Uit onze experimenten kwam echter wel naar voren dat het stollen en uitharden van de chocolade een uitdaging blijft. Doordat de chocolade veel tijd nodig heeft om te koelen, is het 3D-printen van hoge chocolade-objecten lastig.
Wij raden dan ook aan om te beginnen met het printen van lagere figuren, zoals het getoonde hart en haasje bovenaan deze pagina. Op deze wijze is in korte tijd een leuk, uniek chocolade figuur te printen.

Bekijk ook: 3D chocolade figuurtjes met een 3D-geprinte gietmal