渥太華大學的研究人員已經確定了影響3D打印食品質量和復雜性的因素。該研究發表在《流體物理學》上，強調了在食用材料的增材製造中考慮這些因素以提高質量、控制和效率的重要性。這有可能有助於解決全球食品供應和營養挑戰。

研究人員確定了影響增材製造生產的可食用材料的質量的因素。3D打印食品可以解決食品供應和營養方面的全球挑戰。但是在調整增材製造以生產可食用材料的過程中存在著一些障礙。

在AIP出版的《流體物理學》中，渥太華大學的研究人員Ezgi Pulatsu和Chibuike Udenigwe確定了一系列影響用增材製造製造的食品的打印質量和形狀複雜性的因素。考慮到這些特徵可以提高食品質量，改善控制，並加快打印速度。

食品的快速成型製造包括設計（3D形狀及其幾何代碼）、預處理（食品油墨製備）、製造（沉積層以創建形狀）和後處理（烘烤、煮沸、烹飪、冷凍、煎炸或乾燥）。每個步驟都是創造創新食品的機會。

改變初始混合物或糊狀物的印刷圖案和成分可以影響食品的基質和微觀結構，從而影響其質地。

添加劑製造中該混合物的流動也很關鍵，有時會通過控製成分和工藝條件來鼓勵或阻止。

快速成型製造技術中使用的常見刀具路徑模式：a）光柵，b）之字形，c）輪廓線，以及d）螺旋線。資料來源：Ezgi Pulatsu和Chibuike Udenigwe

“基於擠壓的3D打印是最適用於食品的技術，”Pulatsu說。”它涉及到一個裝著食品糊狀物的注射器–如果泥、麵團或糖霜–被直接（推動柱塞）或間接力（壓縮空氣）從一個噴嘴中擠出。”

創造一個穩定的連續流動是成功打印的第一步，因此可以通過以可控的方式將串狀材料分層來生產設計的形狀。一旦沉積了一層，就不再希望它流動；否則，它將破壞我們創造的形狀。

後期處理–通過烘烤、煮沸、烹飪、冷凍、油炸或乾燥–從物理和化學上改變食物的微觀和宏觀分子，並導致各種質地和口味。同時，形狀應被保存或仔細控制。

“我們還有其他通過不同的3D打印技術創造食品結構的機制，”Pulatsu說。”例如，材料噴射使用沉積在粉末上的液體粘合劑來形成自支撐層，也可以使用沉積後硬化的液體油墨。”

使增材製造對食品行業更有效的一個方法是建立一個打印路徑（一系列計算機控制的運動）。

“未來的研究應該探索不同技術在構建時間方面的成本效率，其中形狀的複雜性和工具路徑策略–涉及打印路徑、移動頭速度和非打印運動–也被考慮在內，”Pulatsu說。”食物是生活的必需品，而且由於全球人口的增加和環境的變化，它變得更加關鍵。因此，新型食品和基質的設計應與廚師、食品科學家和工程師協商，並符合當前的需求”。