Ударопрочный полистирол или HIPS — это термопластичный полимер, произведенный из смеси полистирола и полибутадиенового каучука. Многие распространенные в 3D печати материалы обладают повышенной устойчивостью к химическим растворителям. Однако растворимость этого пластика является преимуществом, так как в основном его используют в виде филаментов для изготовления поддержек для FDM-печати. Как известно, опорные конструкции или поддержки применяют при печати деталей с углом более 45 градусов, чтобы предотвратить их поломку в процессе производства. По завершению печати поддержки нужно удалить, а проще всего сделать это с хорошо растворимыми материалами — такими, как HIPS. Представляем обзор основных характеристик, особенностей применения и производителей этого полимера.
Характеристики
HIPS активно применяется в 3D печати благодаря своей универсальности и другим характеристикам. Его изготавливают из полистирола — широко распространенного синтетического полимера. HIPS производится методом экструзии, при котором нить расплавляется, а затем экструдируется через сопло для создания желаемой формы слой за слоем. По своим свойствам он аналогичен пластику ABS, но более твердый и ударостойкий. Материал легко и быстро растворяется специальным растворителем (таким, как лимонен) без повреждения готового изделия. Благодаря этому свойству он оптимален в качестве поддержек для производства деталей сложной формы. Часто из него создают опоры при печати из ABS. Термостойкий материал имеет гладкую, устойчивую к царапинам поверхность, а его белый полупрозрачный цвет упрощает окрашивание.
Впрочем, HIPS имеет и некоторые недостатки. Прежде всего, его качества ухудшаются под воздействием ряда химических веществ: растворителей, щелочей и кислот. Это может привести к хрупкости, обесцвечиванию или разрушению материала с течением времени. Также материал становится хрупким под влиянием низких температур, что делает его непригодным для эксплуатации. Не менее важна его ограниченная устойчивость к ультрафиолету: из-за длительного нахождения под прямыми солнечными лучами пластик желтеет и становится ломким.
Кроме того, ударопрочный полистирол обладает низкой огнестойкостью и легко воспламеняется, что ограничивает его применение в тех сферах, где важна пожарная безопасность. По сравнению с другими видами пластика HIPS имеет не столь высокую прочность, особенно на растяжение. Этот полимер не биосовместим и не подходит для изготовления медицинских изделий, предполагающих прямой контакт с тканями человека. Наконец, изделия из HIPS не рекомендуется хранить и использовать на открытом воздухе из-за его восприимчивости к ультрафиолету и перепадам температур.
3D печать из HIPS
Для применения поддержек из HIPS в 3D печати вам потребуется принтер с двумя экструдерами, способными нагреваться в диапазоне от 230 до 245 градусов. Также вам понадобится печатный лоток с подогревом до 90-110 С, потому что этот материал склонен деформироваться. По этой же причине рекомендуется использовать принтер с закрытой камерой. Во время печати из HIPS выделяются токсичные пары стирола, поэтому следует позаботиться о безопасности оператора и окружающих.
По завершению процесса дождитесь, пока деталь полностью остынет, и только потом приступайте к удалению поддержек. В отличие от опорных конструкций из PVA или BVOH, этот полимер очищается лишь химикатами. Поэтому поддержки из HIPS подходят только при 3D печати из таких материалов, как ABS. Так как некоторые другие материалы могут быть чувствительны к химической лимонной кислоте, что повредит готовое изделие. В целях экономии рекомендуется сначала удалить крупные элементы поддержек вручную, а остальное при помощи химикатов. При работе с жидкостями этого типа следует защищать глаза, дыхательные пути и руки, так как контакт с ними может вызвать раздражение.
Применение
Достойные эксплуатационные свойства пластика обеспечивают ему возможности для применения в разных отраслях. Чаще всего из него производят упаковку пищевых продуктов (чаще всего контейнеры-раскладушки), где ценится его небольшой вес, влагостойкость и пластичность. Он часто используется для упаковки потребительских товаров, таких как игрушки, электроника и косметика. Также из этого материала часто изготавливают вывески и дисплеи, так как стабильность размеров позволяет ему сохранять форму при умеренных перепадах температуры и влажности.
В автопроме HIPS задействуют для изготовления деталей салона (например, компонентов приборной панели) из-за его высокой ударопрочности и простоте производства. А сочетание небольшого веса, прочности и простоты формовки делают его идеальным материалом для игрушек и детских товаров. Также HIPS можно встретить в виде корпусов для электроники, где ценится его влагостойкость и стабильность размеров. Еще его используют при производстве некоторых медицинских изделий, например, ортопедических шин.
Производители и цены
Что касается цены, то HIPS является весьма экономичным решением по сравнению с другими материалами для 3D печати. В среднем, катушки с такими филаментами продаются в диапазоне от $17 до $35. Однако важно учесть некоторые нюансы перед покупкой, например, рекомендуется внимательно изучить состав HIPS-филаментов. Некоторые из них содержат добавки, которые облегчают процесс печати, но также могут затруднить удаление поддержек после изготовления деталей. Из наиболее известных поставщиков таких филаментов стоит выделить iGo3D, Zortrax, 3Dmensionals и MatterHackers. При выборе филамента стоит обратить внимание не только на цену материала, но и на другие его факторы. Например, разнообразие ассортимента, сроки доставки, качество продукции и поддержку клиентов.