مقالات

در زمینه فیلامنت­ های مورد استفاده در پرینت سه‌ بعدی، شکی نیست که فیلامنت ABS و فیلامنت PLA ازنظر محبوبیت بسیار جلوتر از بقیه هستند. چند گزینه دیگر نیز در دسترس است – نه به‌عنوان استفاده گسترده، اما کارآمد. یکی از این‌ها فیلامنت HIPS است.

فیلامنت HIPS چیست؟

HIPS مخفف پلی استایرن(high impact polystyrene) مقاوم در برابر ضربه است. این یک کوپلیمر پیوندی که ترکیبی از پلی استایرن و پلی بوتادین است. محصول به‌دست‌آمده یک پلاستیک ارزان‌قیمت است که بهترین خواص هر دو ماده را باهم دارد: استحکام و مقاومت پلی استایرن و انعطاف‌پذیری و جذب انرژی ضربه پلی بوتادین. پلیمر حاصل دارای انعطاف‌پذیری است که پلی استایرن استاندارد ندارد. فیلامنت HIPS هرچه کمتر ترد باشد، در برابر ضربه مقاوم‌تر است، بنابراین “مقاوم در برابر ضربه” نام‌گذاری شده است.

در دنیای تجاری پلی­ استیرن با فشردگی بالا (HIPS) یک کوپلیمر که سختی پلی­ استیرن و الاستیسیته لاستیک را ترکیب می­کند، در محافظه محفظه و بسته­ بندی مثل قاب­های CD مرسوم است.

در دنیای پرینت سه­ بعدی فیلامنت HIPS معمولا نقش متفاوتی دارد. پرینترهای سه­ بعدی نمی ­توانند در هوای نازک پرینت کنند – اینجا جایی است که ساختارهای حمایتی وارد می­شوند. برآمدگی­ ها نیازمند ساختار اساسی هستند و این جایی است که HIP می­درخشد. وقتی با ABS در یک پرینتر اکستروژن دوگانه جفت می­شود، HIPS به عنوان یک ماده حمایتی(ساپورت) عالی عمل می­کند.

کاربرد فیلامنت HIPS

به‌خودی‌خود، HIPS پلاستیکی ارزان ‌قیمت است و به‌ راحتی تولید می‌شود که دارای مقاومت در برابر ضربه و قابلیت ماشین‌کاری عالی است. این ماده به‌راحتی قابل قالب‌گیری با پایداری ابعادی عالی است و برای رنگ و چسب به ‌راحتی قابل ‌استفاده است. علاوه بر پرینت سه ‌بعدی، فیلامنت HIPS برای تولید ظروف غذا استفاده می‌شود،چرا که  HIPS طبیعی برای کاربردهای فرآوری مواد غذایی مطابق با FDA اعلام شده است. احتمالاً HIPS را در فنجان‌های نوشیدنی سرد و گرم، آستر یخچال، روکش‌های رایانه، جعبه‌ابزار خودرو، اسباب‌بازی‌ها و قطعات تلویزیون دیده‌اید.

در زمینه پرینت سه ‌بعدی،فیلامنت HIPS معمولاً به‌عنوان ماده عالی برای ساپورت شناخته می‌شود. ممکن است بپرسید چرا به ساپورت نیاز دارید؟ اگر می‌خواهید یک طرح پیچیده با برآمدگی‌هایی را پرینت سه بعدی کنید، باید نوعی ساختار پشتیبانی در طراحی بگنجانید. این امر به دلیل محدودیت‌های عملکردی پرینتر سه ‌بعدی است، پس پرینت سه بعدی اشیا به‌صورت لایه‌ای از پایین به بالا ضروری است. نیاز زیاد به ماده پشتیبان یا ساپورت در پرینت سه بعدی برای جلوگیری از اعوجاج، تغییر فرم یا سقوط است.

HIPS یک ماده عالی برای ایجاد ساپورت در پرینت سه بعدی است، به‌خصوص هنگام چاپ با استفاده از فیلامنت ABS؛ زیرا HIPS به‌راحتی در لیمونن(LIMONENE) حل می‌شود. لیمونن حلالی است که به‌راحتی قابل ‌دسترسی است و از پوست لیمو به دست می‌آید.قطعه ای که با فیلامنت ABS و همراه با ساپورت ساخته‌شده از HIPSپرینت سه بعدی شده باشد فقط نیاز به 24 ساعت خیساندن در لیمونن دارد تا ساختارهای ساپورت به‌طور کامل حل شوند – نیازی به چاقو، سنباده زدن یا خراشیدن نیست. نتیجه این کار یک چاپ سه بعدی نرم، بی‌عیب و نقص و بدون دخالت زیاد دست است.

چرا می‌گوییم فیلامنت HIPS با فیلامنت ABS بهتر کار می‌کند؟

زیرا دمای چاپ دو فیلامنت HIPS و ABS تقریباً یکسان است. چرا که اگر تفاوت دما داشته باشند، هنگام چاپ سه بعدی تغییر فرم پیدا می‌کنند.

همچنین فیلامنت HIPS و ABS دارای خواص فیزیکی بسیار مشابهی هستند. پس خود فیلامنت HIPS به‌تنهایی نیز ماده‌ای عالی برای پرینت سه‌ بعدی است. ازنظر چگالی، استحکام کششی و سختی، HIPS با ABS در یک رده است. به این معنی است که اگر به محصول قابل‌حلی نیاز دارید که به راحتی قابلیت سنباده کاری، ماشین‌کاری، رنگ‌آمیزی و چسبندگی داشته باشد، فیلامنت HIPS ماده خوبی برای پرینت سه ‌بعدی است.

نحوه پرینت سه بعدی با فیلامنت HIPS

برای پرینت سه بعدی با فیلامنت HIPS رنج دمایی 230 تا 240 درجه در نازل مورد نیاز است.در صورتی که دمای نازل خیلی کم باشد فیلامنت HIPS به خوبی ذوب نخواهد شد که سبب اکسترود ناکافی فیلامنت می شود.دمای بستر چاپ یا هیت بد برای پرینت سه بعدی این فیلامنت باید در رنج 90 تا 110 درجه باشد.توصیه می شود هنگام پرینت سه بعدی با فیلامنت HIPS فن قطعه(به طور معمول فن حلزونی) دستگاه خاموش باشد و یا حداقل سرعت آن پایین آورده شود.
اگر از HIPS به‌عنوان ماده پشتیبان یا ساپورت استفاده می‌کنید، فقط باید حداقل 24 ساعت محصول چاپ‌ سه بعدی شده را در لیمونن غوطه‌ور کنید. هر از چند گاهی تکان دادن آرام ظرف می‌تواند به تسریع روند انحلال کمک کند.

مضرات کار با HIPS چیست؟

همان‌طور که اشاره کردیم، فیلامنت HIPS هنگام کار با ABS گزینه عالی برای مواد ساپورت است. هنگام کار با فیلامنت  PLA چطور؟ فیلامنت PLA دمای چاپ بسیار کمتری نسبت به HIPS دارد و باعث می‌شود که باهم سازگار نباشند. ما پلی وینیل الکل (PVA) را به‌عنوان یک ماده پشتیبانی جایگزین برای چاپ PLA توصیه می‌کنیم، زیرا دمای چاپ مشابه با HIPS دارند. PVA به‌راحتی در آب حل می‌شود.مطلب بیشتر در مورد فیلامنت PVA.

استفاده از فیلامنت HIPS به‌عنوان یک ماده فیلامنتی برای پرینت سه بعدی، چند چالش ایجاد می‌کند. همان‌طور که قبلاً گفته شد، HIPS با بستر گرم کار می‌کند تا از اعوجاج جلوگیری کند. همچنین پیشنهاد شده است هنگام کار با HIPS از یک محفظه گرم استفاده کنید. این الزامات همراه با دمای بالای چاپ HIPS، کار با HIPS را به یک فرآیند پرمصرف تبدیل می‌کند. فیلامنت HIPS به دلیل آزاد شدن استایرن، کمی بو منتشر می‌کند، بنابراین توصیه می‌کنیم در یک اتاق با تهویه مناسب پرینت سه بعدی با این فیلامنت را انجام دهید.

اطلاعات بیشتر درباره فیلامنت پرینتر سه­ بعدی HIPS

برای پرینت اکستروژن دوگانه با HIPS ستون­ها را خم کنید تا همه فاصله را در طراحی­ تان با فیلامنت پرینتر سه­ بعدی HIPS پر کنند. فرو کردن پرینت نهایی در لیمونین HIPS را حل می­کند و تنها محصول نهایی می­ماند.

متاسفانه استفاده از HIPS به عنوان ماده حمایتی، شما را به پرینت قطعه با ABS محدود می­کند. لیمونین دیگر مواد فیلامنت­ های پرینت سه ­بعدی را تخریب می­کند. HIPS و ABS با یکدیگر به آسانی به علت استحکام، سفتی و نیاز به دمای پرینت قبل مقایسه مشابه، پرینت می­شوند.

در حقیقت با وجود استفاده اولیه به عنوان ماده حمایتی، HIPS یک فیلامنت پرینت سه­ بعدی نجیب است. از PLA و ABS قوی­ تر است و تاب کمتری از ABS برمی­دارد و می­تواند به آسانی چسبکاری، شن­ پاشی و رنگ شود.

چه زمانی باید از فیلامنت پرینتر سه ­بعدی HIPS استفاده کنم؟

با مشخصه­ های مشترک با ABS، فیلامنت پرینت سه­ بعدی HIPS برای قطعاتی که نیاز به تحمل سایش و پارگی یا برای پروژه­ هایی که نیازمند یک ماده دوستدار پرداخت برای رسیدن به شکل نهایی هستند، خوب است.

خلاصه فیلامنت پرینتر سه ­بعدی HIPS

• مزایا: قابل استفاده به عنوان ماده حمایتی(ساپورت) و فیلامنت پرینت سه­ بعدی قوی
• معایب: نیازمند پردازش بعدی برای حذف حمایت، تنها سازگار با ABS