渥太华大学的研究人员已经确定了影响3D打印食品质量和复杂性的因素。该研究发表在《流体物理学》上，强调了在食用材料的增材制造中考虑这些因素以提高质量、控制和效率的重要性。这有可能有助于解决全球食品供应和营养挑战。

研究人员确定了影响增材制造生产的可食用材料的质量的因素。3D打印食品可以解决食品供应和营养方面的全球挑战。但是在调整增材制造以生产可食用材料的过程中存在着一些障碍。

在AIP出版的《流体物理学》中，渥太华大学的研究人员Ezgi Pulatsu和Chibuike Udenigwe确定了一系列影响用增材制造制造的食品的打印质量和形状复杂性的因素。考虑到这些特征可以提高食品质量，改善控制，并加快打印速度。

(资料图片仅供参考)

食品的快速成型制造包括设计（3D形状及其几何代码）、预处理（食品油墨制备）、制造（沉积层以创建形状）和后处理（烘烤、煮沸、烹饪、冷冻、煎炸或干燥）。每个步骤都是创造创新食品的机会。

改变初始混合物或糊状物的印刷图案和成分可以影响食品的基质和微观结构，从而影响其质地。

添加剂制造中该混合物的流动也很关键，有时会通过控制成分和工艺条件来鼓励或阻止。

快速成型制造技术中使用的常见刀具路径模式：a）光栅，b）之字形，c）轮廓线，以及d）螺旋线。资料来源：Ezgi Pulatsu和Chibuike Udenigwe

\"基于挤压的3D打印是最适用于食品的技术，\"Pulatsu说。\"它涉及到一个装着食品糊状物的注射器--如果泥、面团或糖霜--被直接（推动柱塞）或间接力（压缩空气）从一个喷嘴中挤出。\"

创造一个稳定的连续流动是成功打印的第一步，因此可以通过以可控的方式将串状材料分层来生产设计的形状。一旦沉积了一层，就不再希望它流动；否则，它将破坏我们创造的形状。

后期处理--通过烘烤、煮沸、烹饪、冷冻、油炸或干燥--从物理和化学上改变食物的微观和宏观分子，并导致各种质地和口味。同时，形状应被保存或仔细控制。

\"我们还有其他通过不同的3D打印技术创造食品结构的机制，\"Pulatsu说。\"例如，材料喷射使用沉积在粉末上的液体粘合剂来形成自支撑层，也可以使用沉积后硬化的液体油墨。\"

使增材制造对食品行业更有效的一个方法是建立一个打印路径（一系列计算机控制的运动）。

\"未来的研究应该探索不同技术在构建时间方面的成本效率，其中形状的复杂性和工具路径策略--涉及打印路径、移动头速度和非打印运动--也被考虑在内，\"Pulatsu说。\"食物是生活的必需品，而且由于全球人口的增加和环境的变化，它变得更加关键。因此，新型食品和基质的设计应与厨师、食品科学家和工程师协商，并符合当前的需求\"。