Материал hips что это

Полистирол для 3D-печати

Использование в 3D-печати

Катушка HIPS и примеры готовых моделей
Принято считать, что в 3D-печати полистирол появился недавно, но это не совсем так. Одним из популярных сополимеров полистирола является ABS-пластик. Многие расходные нити для FDM-печати, продающиеся под видом ABS, на самом деле представляют собой смесь ABS с полистиролом. Выявить такие образцы достаточно просто по рекомендуемой производителем температуре экструзии: для чистого ABS достаточно 180°С-190°С, в то время как полистирол требует нагревания до 240°С.

На самом деле, говоря о недавнем внедрении полистирола в FDM-печать, мы подразумеваем использование «HIPS» или «УПС» – ударопрочного полистирола, являющегося наиболее распространенным вариантом материала в традиционном производстве. Ударопрочный полистирол – сополимер стирола с бутадиеновым каучуком. Именно из этого материала создавались и создаются корпуса электронных устройств, хотя в последнее время все более популярным вариантом становится ABS-пластик.

Тем не менее, HIPS продолжает использоваться в производстве и постепенно находит место в 3D-печати ввиду легкости, устойчивости к кислотам и щелочам, достаточно высокой прочности и хорошей ценовой доступности.

Печать HIPS весьма схожа с печатью ABS-пластиком. Материал несколько привередлив ввиду относительно высокой степени усадки, что требует использования подогреваемой платформы и, как правило, рафтов. Кроме того, весьма желательно использование принтеров с закрытым корпусом для поддержания фоновой температуры. Единственным существенным отличием является более высокая температура экструзии порядка 230°С-240°С, но как уже было сказано, распространенные под видом ABS-пластика сополимеры ABS и полистирола требуют аналогичного температурного режима.

Так как HIPS достаточно легко растворяется в Лимонене (очищенном цитрусовом масле), HIPS может быть использован в качестве материала для построения опор при печати ABS-пластиком при условии наличия двойного экструдера. Наиболее известным и удобным опорным материалом считается водорастворимый поливиниловый спирт (PVA), однако этот материал несравнимо более дорог – примерно в 4,5 раза. С другой стороны, Лимонен тоже относительно дорог, но в целом использование комбинации полистирола и Лимонена более выгодно.

Очистка модели из ABS-пластика от растворенного полистирола
Опять же, для использования HIPS в качестве опорного материала при печати ABS необходимо предварительно убедиться в отсутствии полистирола в ABS-нити, иначе может раствориться сама модель. Для проверки достаточно выдержать кусочек ABS-пластика в Лимонене в течение нескольких часов. Стоит иметь в виду, что несмотря на свое органическое происхождение, Лимонен является достаточно сильным раздражителем кожи и слизистых оболочек. Настоятельно рекомендуется использовать защитные перчатки и очки.

HIPS и ABS хорошо схватываются, но легко отделяются друг от друга, что позволяет удалять опоры вручную без особого труда при достаточно простой геометрии изделия. На готовой модели практически не остается следов от поддерживающего материала, что выгодно отличает этот метод от построения модели и опор из одного и того же пластика. Процесс удаления опор продемонстрирован в видео.

Технические характеристики HIPS *

* Фактические характеристики могут отличаться в зависимости от производителя

Безопасность HIPS

HIPS достаточно безопасен, вплоть до использования в качестве материала для пищевых контейнеров. Тем не менее, в HIPS может содержаться незначительное количество остаточного мономера – стирола. Стирол весьма токсичен и может выделяться в виде паров при нагревании HIPS. Рекомендуется производить печать в хорошо проветриваемом помещении.

Источник

Что такое HIPS и как им печатать

Хотите попробовать печать HIPS? Узнайте больше об этом материале и приступите к работе с нашим простым руководством для печати этим материалом.

Содержание:

Что такое HIPS?

Ударопрочный полистирол (HIPS) представляет собой смесь полистиролопласта и полибутадиенового каучука. Смесь этих полимеров дает материал, который одновременно является жестким и гибким.

HIPS очень похож на ABS, но как следует из названия, он способен выдерживать гораздо более высокие ударные нагрузки. Он легко окрашивается, обрабатывается механическим способом и совместим с большим количеством клеев. Более того, HIPS безопасен для пищевых продуктов и соответствует требованиям FDA для пищевой промышленности.

Как используется HIPS в 3D печати

Это одна из причин, по которой HIPS лучше всего сочетается с ABS. Другая причина заключается в том, что диапазон температур печати для этих материалов очень похож, что упрощает сложную задачу печати из двух материалов одновременно.

Одно довольно неудачное качество, которое HIPS разделяет с ABS, заключается в том, что он выделяет токсичные пары при нагревании. Во время печати HIPS выделяет небольшое количество стирола в атмосферу, поэтому при использовании этого материала настоятельно рекомендуется размещать принтер в хорошо проветриваемом месте.

В каких случаях можно использовать HIPS?

Обладая многими схожими характеристиками с ABS пластиком, HIPS является хорошим универсальным средством для печати деталей, которые должны противостоять износу и истиранию. Также материал подходит для проектов, которые имеют высокие требования к внешнему виду изделия.

Лучшие бренды, выпускающие HIPS

Компания eSun из Шэньчжэня нашла место для HIPS в своем огромном ассортименте филаментов. Их HIPS доступны в размерах 1,75 мм или 2,85 мм и предлагают катушки весом 1 или 3 кг. Производитель из нашего списка предлагает наибольшее разнообразие цветов: всего 13 цветов.

Температура сопла: 220-260 ° C

Температура стола: 90-110 ° C

Размеры: катушки по 1 или 3 кг; 1,75 мм и 2,85 мм

Цвета: черный, белый, желтый, оранжевый, зеленый, красный, синий, фиолетовый (всего 13).

Популярный производитель филаментов также предлагает собственную версию HIPS. Он доступен только в натуральном цвете в катушках 0,75 кги 2 кг. REC предлагает 2 наиболее распространенных диаметра нитей 1,75 мм и 2,85 мм.

Хотя рекомендованной температуры печатной платформы нет, мы бы рекомендовали нагрев до 90–110 ° C.

Температура стола: 90-110 ° C

Zortrax

Zortrax, один из ведущих производителей высококачественных 3D принтеров, также занимается производством высококачественных пластиков. Согласно сайту бренда, его материал Z-HIPS был модифицирован, придать готовым изделиям полуматовую поверхность. Он доступен в широком диапазоне цветов, и имеет подробную справочную информацию о технических характеристиках.

На сайте нет рекомендуемых настроек печати для нити Z-HIPS.

Температура сопла: нет данных

Температура стола: нет данных

Размер: шпульки по 800 грамм; 1,75 мм

Цвета: черный, серый, белый, зеленый, красный, желтый.

Gizmo Dorks

Еще одна компания (на этот раз из США), Gizmo Dorks, по мнению многих пользователей, имеет одни из лучших нитей HIPS. Пользователям доступны катушки по 1 кг диаметром 1,75 мм и 2,85 мм. Этот материал можно заказать в различных цветах, в том числе светящиеся в темноте нити.

Температура сопла: 230-250 ° C

Температура кровати: 110 ° C

Размеры: катушки по 1 кг; 1,75 мм и 2,85 мм

Цвета: черный, белый, красный, зеленый, синий, серый, желтый, оранжевый, светящийся в темноте.

Рекомендации по использованию материала

Если вы используете HIPS в качестве пластика для опор, у вас должен быть 3D принтер с двумя экструдерами, температура нагрева которых может регулироваться до 230-245 градусов. Кроме того, принтер должен иметь печатную платформу с подогревом до 90-110 градусов, потому что HIPS имеет тенденцию к деформации. Также рекомендуется использовать 3D принтер с закрытой камерой построения для предотвращения деформации.

Следует помнить и о технике безопасности. Вы должны защитить дыхательные пути и обеспечить хорошую вентиляцию, так как при печати пластиком HIPS могут выделяться токсичные пары, такие как стирол.

После завершения печати следует подождать, пока готовая деталь полностью остынет, прежде чем приступать к снятию поддержек. В отличие от поддержек из PVA или BVOH, HIPS необходимо удалять с помощью растворителей. Поэтому нужно использовать материал только в качестве опор совместно с ABS, потому что некоторые другие материалы могут быть чувствительны к лимонной кислоте, и в результате могут быть повреждены.

Перед удалением опорных конструкций с помощью растворителей рекомендуется сначала удалить крупные участки вручную (помогает сэкономить растворитель). При работе с такими жидкостями необходимо защищать глаза, дыхательные пути и руки, чтобы избежать раздражения.

Настройки печати для HIPS

Температура экструзии HIPS обычно составляет от 220 °C до 240 °C, а температура печатной платформы должна быть в диапазоне от 90 ° C до 110 ° C. Это означает, что у некоторых 3D принтеров будут проблемы с адгезией к слою, так как высокая температура нагрева платформы присутствует не во всех устройствах. Тем не менее, все хорошо известные способы улучшения адгезии с основанием, которые работают для ABS пластика (включая каптоновую ленту), можно использовать с HIPS.

Параметры 3D печати HIPS будут выглядеть примерно так:

Температура сопла: 220-240 ° C

Температура стола: 90-110 ° C

Усадка и деформация: от минимальной до нормальной

Растворимый: Да, в лимонене

Предупреждение о безопасности: во время печати выделяет токсичные пары.

Источник

Материал hips что это

Пластик для 3D принтера HIPS – обзор

Пластик для 3д принтера HIPS – это ударопрочный полистирол. Уникальные свойства этого филамента сделали его востребованным в области промышленного и бытового производства различных изделий. К ним относится одноразовая посуда, медицинские шаблоны и инструменты, строительные материалы, игрушки и многое другое. Наша компания 3DMall предлагает вам краткий обзор основных характеристики данного расходного материала. Также в нашей статье вы можете ознакомиться с фото самого пластика и высококачественных изделий из него.

Пластик для 3D принтера HIPS – особенности

Пластиковая нить HIPS относится к категории термопластичных полимеров. В процессе ее производства в основное сырье на основе полистирола добавляется полибутадиен, в результате чего филамент приобретает эластичность каучука с высокими прочностными свойствами.

Во многом материал ХИПС похож на такие филаменты, как ABS, SBS, PLA, однако по многим параметрам он их превосходит, в частности:

Основной материал для моделирования

Эта нить для 3Д принтера идеально подходит для моделирования объектов, которые впоследствии необходимо подвергать механической обработке. Изделия из нее отлично шлифуются, их можно грунтовать, окрашивать и осуществлять широкий комплекс процедур постпроцессинга (доводку, полировку и т.д.). Готовые модели отличаются высокой прочностью и обладают определенной упругостью. Их поверхность гладкая, мягкая, приятная на ощупь, однородная, а вес – минимален.

Вспомогательная поддержка

Одна из особенностей пластика ХИПС – полная растворимость в лимонене, позволяющая использовать его также и как материал поддержки. Это органическое вещество производится на основе жидкого углеводорода и обладает ярко выраженным цитрусовым ароматом. Главное преимущество при использовании HIPS для печати опорных структур состоит в том, что ни он, ни растворитель никаким образом не взаимодействуют с такими видами филаментов, как ABS и PLA, а стоит гораздо дешевле аналогового PVA.

В этом случае возможна печать только на принтерах с 2-мя печатными головками – в один экструдер загружается основной расходный материал, в другой – вспомогательный. Для удаления опорной структуры достаточно ненадолго опустить объект в ванночку с лимоненом, а при использовании пластика разных цветов убедиться в полном растворении поддержки гораздо проще.

Рекомендации по печати

Температурный режим следует выбирать в зависимости от модели печатного оборудования, оптимальным считается усредненный показатель 230-260 о С. При использовании устройств с подогреваемой платформой ее температуру рекомендуется установить на уровне 100 о С, а поверхность покрыть полиамидной или каптоновой лентой для улучшения адгезии.

Для получения более гладкой и равномерной поверхности рекомендуется использовать функцию обдува объекта. Таким образом можно добиться более равномерного застывания слоев.

Также следует помнить, что при прототипировании на высокотемпературных режимах в процессе экструзии возможно выделение летучих соединений низкой токсичности. Помещение, в котором находится FDM принтер, следует хорошо проветривать или организовать постоянный воздухообмен, в особенности при использовании устройств с открытой камерой построения.

Источник

HIPS: описание, параметры печати, хранение и постобработка материала

В современной промышленности полистирол — один из наиболее распространенных полимеров, применяемый в производстве бытовой техники, хозяйственных принадлежностей, упаковки и тары, включая пищевую. В 3D-печати полистирол играет еще одну важную роль в качестве опорного материала при работе с популярным АБС-пластиком.

Основные преимущества и недостатки HIPS

Чистый полистирол весьма хрупок, поэтому обычно его комбинируют с полибутадиеном или другими синтетическими каучуками, повышающими эластичность итогового материала, называемого уже ударопрочным полистиролом (High Impact Polystyrene или HIPS). В 3D-печати HIPS в основном применяется для выращивания опорных структур. Тем не менее, этот материал хорошо подходит для прототипирования и производства конечных изделий.

Ударопрочный полистирол хорошо шлифуется и поддается покраске акриловыми красками, а также многократной переработке без значительной деградации физико-механических свойств. Этот полимер стоек к щелочам, кислотам и минеральным маслам, но уязвим ко многим растворителям, в том числе лимонену. Именно последняя особенность делает его привлекательным в качестве опорного материала в связке с одним из наиболее популярных пластиков в сфере 3D-печати — акрилонитрилбутадиенстиролом или АБС.

3D-печатная деталь из АБС с поддержками из ударопрочного полистирола до и после удаления HIPS

Во время 3D-печати АБС и полистирол хорошо слипаются между собой, но лимонен на АБС не действует. При наличии 3D-принтера с двумя экструдерами это позволяет печатать детали из АБС c внутренними полостями, нависающими под большими углами частями и тонкими, хрупкими элементами, используя для поддержки полистирол. По завершении 3D-печати полистирол растворяется в лимонене, и остается готовое изделие из АБС без необходимости в ручном удалении опорных структур, чреватого повреждением модели.

В сравнении с АБС полистирол демонстрирует несколько меньшую прочность на разрыв, сжатие и изгиб, но при этом более высокую ударную стойкость. Относительно низкая плотность этого материала позволяет получать довольно легкие изделия. HIPS обладает широким диапазоном эксплуатационных температур, но в то же время плохо переносит воздействие ультрафиолетового излучения, быстро желтея и теряя прочность. При эксплуатации на открытом воздухе на детали из HIPS желательно наносить защитные покрытия, оберегающие материал от прямого воздействия солнечного света.

Общие характеристики REC HIPS:

Механические характеристики REC HIPS:

HIPS: рекомендации по подготовке к 3D-печати

Настройки для 3D-печати полистиролом довольно схожи с настройкам для АБС, хотя полистирол экструдируется при несколько более низких температурах. HIPS тоже сильно подвержен термоусадке, поэтому настоятельно рекомендуется печатать в термокамерах, с подогревом столика и без обдува слоев — точно так же, как АБС, что упрощает одновременную работу с этими двумя материалами.

Для повышения адгезии с рабочей поверхностью можно использовать каптоновую пленку, полиэфиримидные покрытия, лаки и клеи, например наш универсальный состав The3D. Дополнительно, для борьбы с отклеиванием первых слоев можно печатать на рафтах или с юбками.

Процесс удаления опорных структур из HIPS с помощью лимонена

Если HIPS используется для построения опорных структур, по завершении 3D-печати необходимо дождаться полного остывания модели, и только после этого приступать к химической обработке — выдержке модели в лимонене. Так как лимонен стоит достаточно дорого, ради экономии можно отделять большие куски полистирола вручную, а затем растворять остатки.

Рекомендуемые настройки для 3D-печати материалом REC HIPS:

Хранение HIPS

Ударопрочный полистирол демонстрирует очень низкую гигроскопичность, так что проблем с закипанием пластика из-за набранной влаги возникать не должно. Тем не менее, неиспользуемый филамент желательно хранить в герметичных пакетах или контейнерах с силикагелем, так как это защитит материал от накапливания если не влаги, то пыли, способной образовывать нагар в хотэнде и пробки в соплах.

При необходимости полистирол можно просушить непосредственно перед 3D-печатью, используя фруктосушилку, электрическую духовку или специализированное оборудование, а для очистки от пыли пропускать филамент через простой поролоновый фильтр по пути от катушки к хотэнду.

Подробно о хранении и сушке филаментов из различных пластиков рассказывается в отдельных статьях по ссылкам ниже:

Постобработка HIPS

HIPS хорошо и легко шлифуется, грунтуется и красится. Что касается химической обработки, для сглаживания поверхностей можно использовать лимонен, сольвент, дихлорметан или ацетон, но с одной оговоркой: как упоминалось выше, для удаления опорных структур из полистирола необходимо использовать именно лимонен, так как он не действует на АБС, служащий основным материалом. Остальные перечисленные растворители реагируют и с полистиролом, и с АБС, а потому не подходят для удаления поддержек. При использовании растворителей не забывайте соблюдать технику безопасности: работайте в хорошо вентилируемых помещениях вдали от источников открытого пламени и используйте защиту для рук и глаз.

Безопасность REC HIPS

В общем и целом, ударопрочный полистирол считается безопасным материалом и даже широко применяется в производстве пищевой упаковки и тары, например одноразовой посуды. Обычный, знакомый каждому пенопласт — это тоже разновидность полистирола. В то же время стоит иметь в виду, что если сам полистирол безопасен, то в пластике могут содержаться остаточные объемы мономера, то есть стирола, а это ядовитое и канцерогенное вещество. Именно по этой причине ту же одноразовую посуду из HIPS рекомендуется использовать только с холодной пищей и напитками: выделение стирола если и происходит, то при высоких температурах, например непосредственно во время 3D-печати, в контакте с кипятком или при разогреве в микроволновой печи.

Наши материалы для 3D-печати изготавливаются с соблюдением норм по предельно допустимым концентрациям, но мы все равно рекомендуем печатать в хорошо вентилируемых помещениях, желательно с вытяжкой, и избегать использования HIPS в 3D-печати изделий, контактирующих с пищей, особенно горячей.

Объемы выделений и предельно допустимые концентрации (ПДК):

Испытания REC HIPS

Наша компания последовательно проводит испытания выпускаемых филаментов для 3D-принтеров. С отчетами об испытаниях* REC HIPS можно ознакомиться по ссылкам ниже:

*все испытания проводились на напечатанных образцах с толщиной слоя 0.2мм

Источник

HIPS расшифровывается как Полистирол с высокой ударостойкостью (High Impact Polystyrene) и является одним из самых широко изготавливаемых в мире, хотя для 3D печати его начали применять относительно недавно. Нитевидный материал HIPS экструдируется из Полистирола с высокой ударостойкостью. Его получают, добавляя во время полимеризации полибутадиен к полистиролу. В результате образования химических связей полистирол приобретает эластичность бутадиенового каучука, и получается высококачественный прочный и упругий филамент. Это гибкий материал, широко используемый в пищевой упаковочной промышленности, благодаря своей прочности, гигиеническим свойствам и способности удерживать тепло.

Так же приведём его основные рабочие характеристики:

D-Лимонен – бесцветная жидкость с ярко выраженным цитрусовым запахом. В эфирных маслах цитрусовых, например лимона или апельсина, может содержаться до 90% D-лимонена. Лимонен достаточно хорошо растворяет жиры, облегчая их смешивание. В этом отношении он выступает замечательной альтернативой токсичным растворителям, таким как спирт или ацетон.

Печать HIPS весьма схожа с печатью ABS-пластиком. Материал несколько привередлив ввиду относительно высокой степени усадки, что требует использования подогреваемой платформы. Кроме того, весьма желательно использование принтеров с закрытым корпусом для поддержания фоновой температуры. Единственным существенным отличием является более высокая температура экструзии порядка 230°С-240°С, но как уже было сказано, распространенные под видом ABS-пластика сополимеры ABS и полистирола требуют аналогичного температурного режима.

HIPS и ABS хорошо схватываются, но легко отделяются друг от друга, что позволяет удалять опоры вручную без особого труда при достаточно простой геометрии изделия. На готовой модели практически не остается следов от поддерживающего материала, что выгодно отличает этот метод от построения модели и опор из одного и того же пластика. Для использования HIPS в качестве опорного материала при печати ABS необходимо предварительно убедиться в отсутствии полистирола в ABS-нити, иначе может раствориться сама модель. Для проверки достаточно выдержать кусочек ABS-пластика в Лимонене в течение нескольких часов. Стоит иметь в виду, что несмотря на свое органическое происхождение, Лимонен является достаточно сильным раздражителем кожи и слизистых оболочек. Настоятельно рекомендуется использовать защитные перчатки и очки.

HIPS достаточно безопасен, вплоть до использования в качестве материала для пищевых контейнеров. Тем не менее, в HIPS может содержаться незначительное количество остаточного мономера – стирола. Стирол весьма токсичен и может выделяться в виде паров при нагревании HIPS. Рекомендуется производить печать в хорошо проветриваемом помещении.

Изделия из этого материала легко поддаются механической обработке, устойчивы к ударным нагрузкам и эластичны. Готовые модели характеризуются относительной устойчивостью к влиянию щелочей, масел, пониженной электроизоляцией и долговременно сохраняют накопленное тепло. HIPS широко используется в архитектуре и строительстве, а также для изготовления корпусов и элементов в приборостроении.

Источник