3D食品打印

3D食品打印是使用多种增材制造技术制造食品的过程。最常见的是，食品级注射器握住打印材料，然后将其通过食品级喷嘴逐层沉积。最先进的3D食品打印机在机上已预先加载了食谱，还允许用户在其计算机、电话或某些IoT设备上远程设计食物。可以定制食物的形状、颜色、质地、风味或营养，这使其在太空探索和医疗保健等各个领域都非常有用。

影响精确和准确的食品印刷的三个总体领域是：材料/成分（粘度、粉末尺寸）、工艺参数（喷嘴直径、印刷速度、印刷距离）和后处理方法（烘烤、微波、油炸）。

可用于打印的食物类型受打印技术的限制。

与传统制备的食物不同，可以使用3D打印制造的食物种类受到材料物理特性的限制。食品材料通常比3D打印中使用的最弱的塑料柔软得多，从而使打印的结构非常脆弱。到目前为止，大多数研究都使用反复试验作为克服这一挑战的方法，但是科学家们正在努力开发能够预测印刷过程中不同材料行为的新方法。通过分析材料的流变特性及其与印刷稳定性的关系来开发这些方法。

在设计食品3D模型时，应考虑印刷材料的物理和几何限制。这使设计过程成为一项非常复杂的任务，到目前为止，尚无可用的软件来解决这一问题。由于食品材料种类繁多，因此构建此类软件也是一项复杂的任务。考虑到将3D食品打印集成到他们的厨房中的个人用户占整体用户的很大一部分，因此软件界面的设计增加了复杂性。这样的软件的界面应该简单并且具有高可用性，同时仍然为用户提供足够的功能和自定义选项，而不会引起认知上的负担。

当前3D打印食品的速度足以满足家庭使用，但批量生产的过程非常缓慢。简单的设计需要1到2分钟，详细的设计需要3到7分钟，而更复杂的设计则需要更长的时间。印刷食物的速度与材料的流变性密切相关。研究表明，由于拖曳效应，高打印速度会导致低保真度的样本，而极低的速度会导致材料沉积的不稳定。

为了使3D食品打印能够进入食品行业，需要提高打印速度，或者这种技术的成本应足以让公司运营多台打印机。

食物的颜色、风味和质地在制造可食用产品时至关重要，因此在大多数情况下，要求食物打印机支持多材料打印。由于开发多种挤出机功能的挑战，当前可用的3D食品打印机仅限于使用几种不同的材料。这限制了可以3D打印的食品种类，从而省去了需要许多不同材料的复杂菜肴。

在3D打印食品时，安全性至关重要。食品印刷商必须确保食品材料沿整个路径的安全。由于食物可能会沿着路径卡在某处，因此细菌的积累是一个主要问题。微生物稳定性是印刷食品质量的关键参数，因此在打印机设计期间和印刷过程中都需要解决。另一方面，由于高品质的打印机使用不锈钢和不含BPA的材料，因此与食品接触的材料可能没有那么重要。

市场上的现有食品（例如各种形状的巧克力）可以轻松进行扫描，并且可以使用获得的3D模型来复制这些产品。然后可以通过Internet传播这些3D模型，从而导致版权侵权。有法律规范版权问题，但尚不清楚它们是否足以涵盖3D食品打印等领域的所有方面。