HIPS-пластик для 3D-печати: свойства, настройки и применение
HIPS — термостойкий, легко обрабатываемый, но хрупкий на изгиб пластик. Разбираем его плюсы и минусы, параметры печати и подходящие задачи.
Что это за материал
HIPS расшифровывается как High-Impact PolyStyrene — «высокопрочный полистирол». Высокопрочным он назван в сравнении с обычным полистиролом: упругости ему добавляет бутадиеновый каучук в составе. На фоне других пластиков для печати его прочность скромная, и популярным его сегодня не назовёшь.
Без красителей HIPS бледно-молочный и матовый. Выбор цветов невелик — не более десятка вариантов, чаще всего белый (натуральный), чёрный, красный, синий и зелёный. Версий с наполнителями вроде угле- или стекловолокна либо металлических частиц в продаже не встречается. По стоимости материал сопоставим с PLA, PETG и ABS.
Сильные стороны
- Лёгкий, твёрдый, хорошо работает на сжатие.
- Не впитывает влагу: сушка перед печатью не нужна, катушку можно хранить без герметичной упаковки, а детали — использовать в воде и сырости.
- Нетоксичен и при печати, и в готовом виде — из него делают одноразовую посуду и изделия медицинского назначения.
- Стоек к кислотам, щелочам, маслу и ультрафиолету, не деградирует со временем, поэтому годится для улицы.
- Малая усадка: не отрывается от стола от сквозняка.
- Красивая матовая поверхность, выигрышная для декоративных изделий.
- Высокая термостойкость: PLA начинает терять форму уже около 60 градусов, разные сорта PETG — при 70–80, а HIPS держится при 90–100.
Отдельное достоинство — лёгкость механической обработки. Детали хорошо пилятся напильником, режутся ножом, шлифуются, сверлятся, в них можно вкручивать не слишком толстые саморезы, их легко красить. По ощущениям в работе материал напоминает дерево.
Слабые стороны
По упругости HIPS находится между PLA и PETG, но уступает обоим в прочности. На изгиб и кручение он работает плохо и ломается при небольших нагрузках; пруток может обломиться даже на катушке, если оставить его на принтере с перегибом. Поверхностному износу материал тоже сопротивляется слабо. В сравнении с PETG картина такая: HIPS твёрже, лучше держит температуру, обрабатывается и красится, а PETG прочнее, более глянцевый и скользкий и потому меньше изнашивается при трении.
HIPS как материал поддержек
HIPS растворяется в лимонене, а его параметры печати близки к ABS, который в лимонене не растворяется. Поэтому на принтерах с двумя и более соплами его использовали как легко удаляемые поддержки для сложных моделей из ABS. Такие принтеры массовыми не стали, ABS постепенно уступает место менее капризным пластикам — вместе с ним реже вспоминают и HIPS.
Водорастворимый PVA в роли поддержек удобнее, но стоит в 4–5 раз дороже, требует бережного хранения и ни для чего другого не пригоден, тогда как HIPS остаётся полноценным конструкционным пластиком.
Настройки печати
Материал неприхотлив, но ему нужны довольно высокие температуры сопла и стола, поэтому он не подойдёт для принтеров без подогрева платформы, рассчитанных только на PLA. Термокамера и закрытый корпус не требуются. Обдув, напротив, настоятельно рекомендуется, особенно на мелких деталях с тонкими элементами.
| Температура экструзии | 230–260 °C |
| Температура стола | 90–100 °C |
| Скорость печати | 30–80 мм/с |
| Высота слоя | 25–75 % диаметра сопла, оптимально 50 % |
| Обдув | рекомендуется |
| Сушка перед печатью | не требуется |
При холостых перемещениях над моделью стоит включить подъём сопла по оси Z, чтобы оно не задевало уже напечатанные элементы. С адгезией проблем обычно нет, но для крупных изделий может понадобиться слой лака для 3D-печати или другого адгезива.
Где применять, а где нет
HIPS подходит для задач без серьёзной механической нагрузки:
- декоративные изделия — вазы, статуэтки;
- детали, работающие при температурах до 100 градусов: ручки кранов горячей воды, кронштейны отопительных приборов, крепёж в салоне автомобиля;
- уличные предметы под солнцем: плафоны, дверные ручки, цветочные горшки;
- посуда и корпуса приборов.
Не стоит печатать из него:
- рычаги, кронштейны и другие детали под большой нагрузкой, особенно на изгиб;
- детали с трущимися поверхностями;
- изделия, работающие на растяжение и под знакопеременными нагрузками.
Вывод
HIPS — материал с противоречивым набором качеств. Он твёрдый, термостойкий, не боится воды, солнца и большинства агрессивных жидкостей, отлично обрабатывается и красится, но хрупкость на изгиб сильно сужает круг применений. Во многом он противоположен PLA: выше температура размягчения, но ниже прочность на изгиб, и он не биоразлагаем. При грамотном расчёте детали HIPS может использоваться и в функциональных изделиях — прежде всего там, где важна стойкость к нагреву.