Описание нити для 3D-печати HIPS:материалы, свойства и использование

HIPS (Ударопрочный полистирол) производится путем соединения полибутадиенового каучука и чистого полистирола. HIPS — это термопластичный материал, который обладает некоторыми уникальными характеристиками, отсутствующими у большинства нитей, в том числе:низкой гигроскопичностью; растворимость в d-лимонене (химическом растворителе); и хорошая ударопрочность. Преимущество HIPS заключается в экономичности, скорости печати и долговечности. Дополнительным преимуществом является то, что он может служить вспомогательным материалом для деталей, напечатанных на 3D-принтере из ABS.

HIPS был создан Иоганном Эдуардом Симоном, немецким аптекарем. Была взята и синтезирована смола сладкого дерева под названием сторакс. Результатом синтеза стало маслянистое вещество. Через несколько дней, к его удивлению, вещество загустело и стало желеобразным. Это вещество он назвал оксидом стирола. Однако прошло почти столетие, прежде чем продукт стал использоваться в промышленности.

В настоящее время HIPS используется в самых разных отраслях промышленности для производства потребительских товаров, в том числе:игрушек, электронных компонентов, велосипедных прицепов и упаковки для пищевых продуктов. В этой статье мы подробно обсудим использование HIPS для 3D-печати:его состав, свойства, ограничения и области применения, а также дадим несколько советов по успешной печати нитями HIPS.

Что такое 3D-печать HIPS?

Хотя нить HIPS можно использовать отдельно для печати 3D-деталей, в основном она используется для печати легко снимаемых опор для нависающих конструкций в деталях, напечатанных из других пластиков. HIPS обычно сочетается с ABS в качестве основного материала для печати. Опорные структуры, напечатанные с помощью HIPS, можно удалить из основного печатного компонента, растворив их в d-лимонене, без шлифовки или очистки. Благодаря этой характеристике он используется в качестве опорной конструкции с ABS:ABS для основной печатной части и легкорастворимый HIPS для временных опор для печати.

Чтобы узнать больше, прочтите наше руководство «Как работают 3D-принтеры».

Каков состав нити HIPS?

HIPS сочетает в себе химические свойства полибутадиенового каучука и чистого полистирола. Полибутадиеновый каучук известен своей эластичностью. С другой стороны, чистый полистирол известен своей твердостью. Результатом такого сочетания является прочный материал, который нелегко сломать из-за его относительно высокой прочности на разрыв. 

Для получения HIPS бутадиен селективно полимеризуют в стироле. Этот процесс достигается в присутствии химического катализатора, называемого бис(2-этилгексанол)фосфонат неодима/диизобутилалюминийгидрид/хлорид диэтилалюминия.  Раствор форполимера должен иметь высокое содержание цис-1,4 и низкое содержание стирола - 96,6% и 1,01% соответственно. Полученный химический раствор снова полимеризуют со стиролом, но на этот раз тщательным образом.

Каковы свойства нити HIPS?

Некоторые из свойств HIPS включают в себя:

1. HIPS легко формуется и обрабатывается, а также хорошо сочетается с различными клеями.
2. Он прочен и обладает хорошей ударопрочностью.
3. Это растворимый материал-подложка, растворимый в d-лимонене.
4. HIPS безопасен для пищевых продуктов и поэтому может использоваться в качестве упаковочного продукта в пищевой промышленности и производстве напитков.
5. Одним из преимуществ HIPS является простота хранения. В отличие от большинства нитей, которые впитывают влагу на воздухе (они гигроскопичны), HIPS остается стабильным при воздействии влаги.
6. Температура плавления находится в пределах 220-250 °C.

Сравнение свойств нитей HIPS

В таблице 1 ниже сравниваются свойства нитей HIPS с нитями других материалов:



Нить ПВА в 3D-печати:свойства, использование и ключевые преимущества Освоение нити для 3D-печати PLA:состав, свойства и ключевые отличия