Hips пластик что это

8

Полистирол для 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.

Что такое HIPS-пластик?

Этот материал имеет ряд достоинств и выходит вперед благодаря следующим параметрам:

• Обладает влагостойкостью и не подвержен нежелательным природным влияниям.
• Постпроработка с этим пластиком будет складываться удачно.
• В воде может становиться нетонущим объектом, что значительно облегчит задачи при печати.
• Благодаря белому цвету обладает эстетическими преимуществами. С его помощью можно создавать очень красивые дизайнерские вещи.
• Из него производят качественную пластиковую посуду, которая хранится дома долгое время.
• Не содержит канцерогенов, абсолютно безвреден для людей и животных.

Наряду с вышеуказанными преимуществами пластик можно приобрести по низкой цене в соотношении с его более дорогими аналогами.

Недостатков у материала не так уж и много – пластик не обладает высокой устойчивостью перед растворителями и является горючим. Поэтому, при работе с ним, все же, следует соблюдать некоторые рекомендации по предосторожности.

Как применяется HIPS-пластик в печати

Это многофункциональный материал, который можно использовать при шлифовке, грунтовке и покраске. Благодаря его свойствам, работать с материалом очень легко при любых видах печати, и он не является подчиненным каким-то особенным сложным требованиям.

Если применять пластик при печати, то слои будут выходить ровными и красивыми.

Основные характеристики HIPS-пластика:

• Плотность чуть более 1 грамма
• Является гибким и ударопрочным
• Практически отсутствуют возможности усадки и деформации
• Плавится при температуре от 160 до двухсот градусов
• Температура для стеклования составляет не более 100 градусов
• Токсичные вещества при нагревании практически не выделяются

Какими должны быть температура и камера для печати

Принтер, в котором будет производиться печать – должен быть подготовленным. Для этого его необходимо прогреть до нужной температуры и закрыть камеру. Чтобы слой пластика хорошо прилипал к рабочей поверхности, дополнительно следует воспользоваться специальными жидкостями или же, если таковых нет – подойдет обычный лак для волос. Чтобы печать происходила правильно, будет целесообразно использование растворимого материала, который напечатает структуру будущей модели.

Какие параметры печати рекомендуется соблюдать

Чтобы настроить печать, необходимо соблюдать следующие параметры:

• Экструдер должен обладать температурой не выше 240 градусов.
• Платформе необходим нагрев до 110 градусов.
• Печать предметов будет происходить на скорости не выше 80 мм в секунду.
• До выхода первого слоя следует произвести выключение охлаждения.

Эти настройки работы принтера для пластика являются условными, поскольку у каждой модели свои требования. Прежде чем начинать работу – лучше хорошо изучить каждый из них.

Во время печати необходимо отключение экструдера, чтобы слой хорошо сцеплялся с поверхностью.

Если при адгезии слоев происходят проблемы, то их можно устранять с помощью специальных растворов. При необходимости увеличения площади контакта с первым слоем, рекомендуется включить рафт.

Что изготавливается с помощью HIPS-пластик в 3D печати

Довольно часто этот вид пластика применяют при изготовлении посуды, хозяйственных принадлежностей и даже бытовой техники. Из-за того, что материал является безвредным из него, делают одноразовую посуду – стаканы, вилки и тарелочки.

Какие меры предосторожности следует соблюдать при работе с материалом

Несмотря на полную нетоксичность, все же следует соблюдать меры предосторожности при работе с пластиком во время печати. Чтобы не раздражать дыхательные пути, следует проветривать помещение, поскольку если контакт окажется незащищенным, то можно случайно обжечь кожу. В большинстве случаев HIPS используют больше, как вспомогательный материал в сочетании с другими. Но как самостоятельный он также может оказаться хорошим помощником. Изделия из него получаются либо матового, либо белого цветов.

HIPS: 3D Printing Materials Overview

If you have a complex model to print with ABS you can mix it with soluble HIPS filament. In this guide you will learn what HIPS is, how to set up your 3D printer, and how to dissolve the support structures.

What is HIPS?

HIPS stands for high impact polystyrene. It’s a blend of polystyrene and rubber. It exhibits a good strength and stiffness profile and has similar technical properties as ABS. Therefore, you can successfully mix ABS and HIPS in dual extrusion 3D printing.

HIPS is mainly used in 3D printing as dissolvable support material for ABS. You can use Voxelizer settings for dual extrusion to 3D print with HIPS and ABS. HIPS support structures dissolve in Limonene. More on that later.

How to 3D Print with HIPS?

Thanks to Voxelizer presets, 3D printing with ZMorph VX is hassle-free, and the workflow is easy to manage. We focus on printing models with two filaments (ABS and HIPS), but you can also make single-material objects with only HIPS filament.

Voxelizer Settings

After you upload the model to Voxelizer, you need to determine which part should be printed with HIPS (usually that would be the support). To do that, right-click on the model and assign left or right filament (see screenshots). If you have any trouble, check ZMorph Academy for more detailed guides.

Adhesion

Apply adhesive agent before printing. If you encounter any problems such as warping or poor quality first layer, check the ZMorph Academy, where we discuss the most common 3D printing issues.

HIPS Printing & Bed Temperature

HIPS can be mixed with ABS because both materials exhibit similar printing temperatures. Set up your extruder to 220–250 °C. Bed temperature should be set to 70–80 °C.

Other Printing Settings

To avoid warping and other issues you should use closed chamber for 3D printing HIPS. Similar to ABS, with closed covers your model will be of higher quality and there’s little to no risk the print will fail.

HIPS Applications

HIPS is mainly used as a support material for ABS as it is dissolvable in Limonene. Apart from that you can use it for casings, containers, protective elements and mechanical parts.

Soluble HIPS Support

Similar to PVA/PLA, HIPS can be fused with ABS to create a soluble support. As we mentioned previously, it can be dissolved in Limonene. Simply dip your model in Limonene after it’s ready and wait for the support structures to dissolve.

Remember that Limonene can irritate your skin so it’s best to use protective gloves when using this solvent.

HIPS vs PVA

Compare PVA and HIPS by reading PVA material overview. In a nutshell: PVA is used in a similar way as HIPS; it’s a water-soluble filament that is perfect for mixing with PLA.

Health & Safety

Fumes generated by 3D printed HIPS can be harmful. Please, bear that in mind and always place your 3D printer in a well ventilated room. Minimize the risk of breathing in the fumes and limit your presence in the same room as the machine while it’s operating.

If you feel dizzy or your head starts to hurt, leave the room immediately, grab some fresh air and contact a doctor if the symptoms don’t stop.

ZMorph VX operates with high temperatures. Always wait until the machine cools down (it shouldn’t take too long) before removing ready models. This way you won’t get burned.

More Materials for ZMorph VX

WIth ZMorph VX you can work with almost 50 materials for additive and subtractive manufacturing. Read the ZMorph Materials Library to learn about their most popular applications, technical data and features. Download the document for free and start creating.

Обзор актуальных 3D-материалов

Материал в 3D-печати, как и в любой созидательной деятельности, одна из важнейших вещей. От материала зависят не только механические и химические свойства будущего изделия, но и его эстетическая ценность.

Всем, кто занимается 3D-печатью, давно известны такие материалы, как ABS и PLA. Это самые распространенные и используемые, самые известные филаменты с хорошо изученными свойствами. Но далеко не все — есть материалы, которые большинству печатников известны лишь по названиям, а некоторые о них и вовсе не знают. Между тем, у них тоже много полезных свойств, о которых стоит знать, чтобы применить их в случае необходимости.

Перед тем, как перейти к основной теме статьи, хотелось бы сказать пару слов в защиту PLA. Многие ошибочно считают, что ABS прочнее и лучше PLA, но это не совсем так. Проведенные недавно испытания пластиков показали, что PLA бьет ABS по всем показателям прочности.

Единственное, в чём ABS лучше, это долговечность — PLA биоразлагаемый, а изделия из ABS будут загрязнять планету еще сотни лет после того, как перестанут быть нужны.
Вот, теперь вернемся к нашим экзотикам.

Цены приведены ориентировочные и их лучше уточнять при покупке.

NYLON

NYLON отличается высокой прочностью и износостойкостью — именно эти свойства позволили ему давно и прочно занять свои позиции как в производстве волокон для одежды, так и среди промышленных пластиков. Они же привели его и в 3D-печать. Из этого материала печатается широкий спектр всевозможных изделий, от игрушек и предметов быта, до деталей техники, одежды и медицинских ортезов.

Примеры филамента с нейлоном:: Taulman 3D Nylon Bridge за 2580 рублей (0,45 кг), Nylon M1 Print Product за 1300 (0,75 кг), Nylon Super Natural U3print за 2500 (0,45 кг).

Полипропилен, как и нейлон, также давно хорошо известен. Сложно перечислить хотя бы малую часть вещей, которые из него делают. Чем же характерен PP? — это нетоксичный, износостойкий материал, хорошо переносящий контакт с агрессивными средами и имеющий неплохую прочность. Кроме того — он достаточно недорог и очень распространен, что увеличивает его доступность.

Из минусов: становится хрупким при температурах ниже минус пяти по цельсию. Плохо переносит прямой солнечный свет.

Примеры: PP полипропилен FL-33 стоит 4300 за 1 кг, PP пластик Print Product белый — 1500 рублей за 0,75 кг.

Относительно новый, все еще набирающий популярность промышленный эластомер. Отличается высокими механическими характеристиками. Обладает хорошей износостойкостью и эластичностью. Применяется для изготовления декоративных изделий, защитных покрытий, подошв, и т.д.

• Хорошее сцепление с поверхностями.
• Упругость.
• Износостойкость
• Долговечность.
• Применение при температурах от -60 до +80 °С
• Неплохая спекаемость.

Есть и минусы: устойчивость к распространенным реагентам достаточно низкая — применять в контакте с бензином, ацетоном и уксусной кислотой не рекомендуется.

На рынке представлены разными производителями выпускающими материалы в различной цветовой гамме и немного отличающихся механических свойств.

Например, материал компании REC отличается проверенной экологичностью — он разработан так, чтобы не выделять при печати токсичных газов. Его стоимость 2176 рублей за полкило.

Филамент FL-33 характерен своими оригинальными цветовыми решениями. Он стоит 4500.

TiTi FLEX SOFT от Print Product, за 1550 рублей (0,5 кг), характерен своей особой мягкостью, а Flex 1,75 от этой же фирмы, за 2300 (0,75 кг), помимо своих выдающихся механических свойств интересен ещё и прозрачностью — из него можно напечатать много красивых объектов с интересными оптическими свойствами.

FLEX применяется для печати упругих объектов. Например, можно напечатать небьющийся стаканчик-подставку для карандашей, любой формы — оригинальный подарок коллеге.

HIPS — материал не обладающий какими-то выдающимися механическими свойствами, но он совершенно незаменим при печати двумя и более экструдерам, как материал для создания растворимых поддержек и спаек. Именно благодаря ему существует возможность создавать сколь угодно сложные объекты, особенно такие, где один предмет находится внутри другого.

Также широко используется в прототипировании, поскольку хорошо сохраняет при печати заданные размеры — не ползет и не коробится.

• Качественная передача заданных размеров
• Растворимость
• Возможность применения в изделиях контактирующих с пищей
• Нетоксичность.

GLASSFIL

Glassfil — прозрачный термопластик с уникальными свойствами: он пропускает ультрафиолет и рентген, но отражает инфракрасное излучение. От ультрафиолета не разрушается, также устойчив и к влажности, и к бактериальному воздействию. Способен выдерживать низкие и высокие температуры без повреждений. Экологически чист и обладает диэлектрическими свойствами. Также к плюсам относятся: прозрачность или частичная прозрачность материала, устойчивость к ударным нагрузкам и хорошая обрабатываемость.

Может применяться для создания изделий предназначенных для медицины, сельского хозяйства, для печати всевозможных бытовых предметов.

Примеры материалов такого типа: GLASSFIL Print Product за 1500 рублей (0,75 кг), Ninjaflex за 3500 (1 кг), Zortax Z-Glass за 5700.

CERAMIC

Материал интересен тем, что содержит натуральные керамические частицы. При печати создается эффект керамической или каменной поверхности. Применяется для печати изделий имитирующих керамику или камень.

Примеры такого материала: Print Product CERAMIC стоимостью 1500 рублей (0,75), Filamentarno Pro Ceramo и Pro Ceramo-tex по 2200 за 0,75 кг.

Пластик Filamentarno интересен еще и тем, что может использоваться при печати посуды и игрушек — он не содержит токсичных веществ и не имеет запаха, как и все пластики этой фирмы. А Pro Ceramo-tex вспенивается при печати, давая совершенно неотличимую от настоящей необработанной керамики структуру.

Похожими на керамику свойствами готовых изделий обладает Laybrick, за 2500 за четверть килограмма, отличающийся тем, что его фактура зависит от температуры и скорости печати — он может быть как шершавым и фактурным, так и глянцевым. Другая его особенность — отсутствие необходимости в подогреве стола, а единственный недостаток — необходимость выждать некоторое время, прежде чем удалять готовую модель, ведь застывает он не сразу (время ожидания, как и фактура изделий из Laybrick, зависит от температурного режима печати).

• Диаметр нити, мм 1,75
• Температура печати 180 — 220 °C
• Растворяется водой

Вы легко можете распечатать, например, мини-теплицу для комнатного цветка или контейнер для бутербродов, так как он нетоксичен в быту и может контактировать с пищевыми продуктами.

• Диаметр нити, мм 1,75
• Рабочая температура 230°-260°
• Скорость печати: от 10 мм/с до 70 мм/с
• Цвет натуральный

Материал PETG достаточно прочен. Материал, как правило, прозрачный или полупрозрачный, даже при добавлении красящего пигмента. Имеет красивый глянцевый вид.

Из других преимуществ: не имеет запаха, не впитывает влагу, удобен в печати — низкая усадка.
Минусы — требователен к температурному режиму печати.

Примеры такого материала: PETG Natural U3Print за 1000 рублей (0,45 кг), PETG FL-33 прозрачный за 3990 (1 кг), PETG пластик ESUN за 2300 (1 кг).

• Высокая прочность
• Температура печати около 210° — 250° (может слегка варьироваться от производителя к производителю)
• Скорость печати от 10 мм/с до 70 мм/с
• Не имеет запаха
• Нетоксичен

Полиоксиметилен. Прочностные характеристики материала таковы, что изделия из него применяются в инженерии для замены металлических деталей. Также он биологически нейтрален и может быть использован в медицине и пищевой промышленности.

Примеры филамента: FL-33 инженерный POM за 3610 рублей за килограмм, POM Натуральный за 2800 за 0,75 кг.

PC — поликарбонат. Изделия из PC обладают высокой прочностью к ударным нагрузкам и выдерживают кратковременный нагрев до 153 градусов, а нормально функционировать могут в диапазоне от -100 до +115 градусов цельсия.

• Печатается при температуре 230 — 280 градусов цельсия
• Застывает при 130 градусах
• Температура стола желательно 100 градусов

Примеры филамента с PC: PC поликарбонат SEM за 1700 рублей и PC поликарбонат FL-33 за 4180 — прозрачные, и PC поликарбонат FL-33 черный — с добавлением красителя, 4180 за 1 кг.

Применяется для создания оригинальных изделий имитирующих дерево и обладающих, во многом, его свойствами.

• Диаметр нити, мм 1,75
• Рабочая температура 190°-220°
• Скорость печати от 10 мм/с до 70 мм/с

ANTISTATIC

Применяется для создания деталей и корпусов электроники, где статические разряды совершенно неуместны, упаковки для хранения микросхем и других чувствительных компонентов, ковриков для точной измерительной аппаратуры и т.д.

Также находит применение в индустрии моды, при печати тканей.

• Диаметр нити, мм 1,75
• Температура платформы 100 °C
• Температура экструдера 210 — 240 °C

Материал накапливает свет, а в темноте постепенно отдает его. Время свечения изделий из такого филамента — до 14 часов.

Может применяться для изготовления игрушек, оригинальных сувениров, приборных панелей и циферблатов, корпусов и кнопок выключателей, а также многого другого.

• Температура экструдера зависит от конкретного филамента
• Технология печати FDM
• Цвета разные

METALLIC

Материалы содержащие в себе частицы металла и имитирующие созданные из него вещи. Внешне, по весу и на ощупь получается очень похоже.

Изделия из этих материалов легко обрабатываются и полируются, принимая вид настоящих металлических вещей.

Примеры таких материалов: Bronze ESUN за 2300 рублей (0,5 кг), Colorfabb Bronzefill за 3900 (0,75 кг), Bestfilament Bronze.

COLORFUL

Если вам надоели однообразные, как в детском наборе фломастеров, цвета филаментов, то пора переходить на взрослую палитру. Для удобства можно выбрать одного производителя, обладающего таким ассортиментом, чтоб не перенастраивать каждый раз печать и иметь стабильный результат. Например, среди продукции компании Filamentarno есть множество красивых пластиков разных оттенков.

Ещё одно преимущество продукции этой компании перед многими другими (и в этом Filamentarno единомышленники компании REC) — безопасность всех материалов, все они могут безвредно контактировать с пищей, а значит — пригодны для изготовления пищевой посуды и детских игрушек.

Примеры пластиков: Бутылочно-зеленый, Бутылочно-оливковый, Бутылочно-коричневый, Желтый, Оранжевый, Красный. Это не все, там их десятки. Пластики этой линейки стоят по 1200 рублей за 0,75 кг.

Это далеко не полный перечень актуальных современных материалов, лишь малая их часть, но — нельзя объять необъятное. Однако у нас запланированы обзоры и по другим сегментам этой области. Следите за обновлениями.