HIPS (High Impact Polystyrene) הוא פולימר תרמופלסטי המבוסס על תערובת של פוליסטירן וגומי פוליבוטדיאן. חומרים פופולריים רבים בהדפסת תלת מימד מאופיינים בעמידות לממיסים כימיים. עם זאת, במקרה של HIPS, מסיסות היא יתרון גדול מכיוון שהחומר משמש בעיקר בצורת נימה כחומר תמיכה בהדפסת תלת מימד FDM. חומר תמיכה או מבני תמיכה משמשים להדפסת חלקים בזוויות העולה על 45 מעלות כדי למנוע מהם להחליק או להישבר במהלך תהליך ההדפסה. לאחר השלמת תהליך ההדפסה, מבנים אלה מוסרים, מה שקל יותר לחומרים כמו HIPS בעלי מסיסות גבוהה. מאמר זה סוקר את המאפיינים של תרמופלסטי זה כנימה ואת יתרונותיו כמבנה תמיכה.
ייצור ומאפיינים של HIPS
HIPS הוא חומר בשימוש נרחב בהדפסת תלת מימד בשל הרבגוניות שלו ותכונותיו הייחודיות. החומר מופק מפוליסטירן, פולימר סינטטי המצוי בדרך כלל במגוון מוצרי צריכה. תרמופלסטיים מיוצרים על ידי אקסטרוזיה, כאשר חוטים מומסים ולאחר מכן מחולצים דרך זרבובית, ויוצרים את הצורה הרצויה שכבה אחר שכבה. יש לו מאפיינים דומים ל-ABS, אבל הוא קשה יותר ועמיד יותר בפני פגיעות. כפי שהוזכר קודם לכן, חומר זה מאופיין במיוחד במסיסותו הגבוהה יחסית לכימיקלים מסוימים, המאפשרת הפרדה חלקה יחסית כאשר משתמשים בו כמבנה תומך. ניתן להמיס HIPS בממיסים ספציפיים, כגון לימונן, מבלי לפגוע באובייקט המודפס הראשי. נכס זה הופך אותו לאידיאלי עבור עיצובים מורכבים ומבנים מורכבים. הוא משמש לעתים קרובות כמבנה תמיכה בתחום הדפסת ABS, ויציבות הצורה הזמנית של HIPS משחקת כאן תפקיד מרכזי. יש לו גם משטח חלק ועמיד בפני שריטות, עמיד בחום, והצבע הלבן השקוף שלו הופך את הצביעה לפשוטה.
אולם לפלסטיק HIPS, למרות יתרונותיו, יש גם חסרונות מסוימים שיש לקחת בחשבון. החיסרון הוא שהוא מתכלה בקלות כאשר הוא נחשף לכימיקלים שונים כגון ממיסים, חומצות ובסיסים. עם הזמן, זה יכול לגרום לחומר להיות שביר, לדהות או להתכלות. בנוסף, החומר עמיד קריוגני והופך שביר בסביבות קרות, מה שהופך אותו לא מתאים ליישומים החשופים לטמפרטורות קיצוניות. מגבלה נוספת היא עמידותו המוגבלת לקרני UV, שעלולה לגרום להצהבה ושבריריות בחשיפה ממושכת, ולקצר את חיי השירות הכוללים שלו.
לְפַתֵחַ
בנוסף, HIPS נדלק ונשרף בקלות, מה שהופך אותו לא מתאים ליישומים שבהם בטיחות אש היא דאגה. ל-HIPS חוזק מתיחה נמוך יחסית לחומרים פלסטיים אחרים וייתכן שהוא לא חזק כל כך. זה אינו תואם ביולוגי ואין להשתמש בו ביישומים רפואיים הכרוכים במגע ישיר עם רקמה אנושית.
יישום HIPS בהדפסת תלת מימד
אם אתם משתמשים ב-HIPS כמבנה תמיכה, תזדקקו למדפסת תלת מימד עם שני מכבשים שיכולים להגיע לטמפרטורות שבין 230 ל-245 מעלות. בנוסף, כדאי שתהיה לך מיטה מחוממת שיכולה להגיע לטמפרטורות שבין 90 ל-110 מעלות, מכיוון שהירכיים נוטים לעיוותים. כמו כן, מומלץ להשתמש במדפסת תלת מימד עם חלל התקנה הניתן לנעילה למניעת עיוות. עליך להגן על דרכי הנשימה שלך ולדאוג לאוורור טוב, שכן הדפסה עם חומר זה עלולה לייצר אדים רעילים כגון סטירן.
לאחר תהליך ההדפסה, עליך להמתין עד שהחלק המודפס יתקרר לחלוטין לפני שתוכל להתחיל להסיר את מבני התמיכה. שלא כמו מבני תמיכה PVA או BVOH, יש להסיר HIPS עם כימיקלים. לכן, אתה יכול להשתמש בו רק כמבנה תמיכה לחומרים כמו ABS, שכן חומרים אחרים עשויים להיות רגישים לחומצת לימון הכימית, כך שהרכיבים עלולים להינזק. לפני שימוש בכימיקלים להסרת מבנה התמיכה, מומלץ להסיר חלקים גדולים ידנית תחילה מטעמי עלות, שכן ליטר אחד של כימיקלים עולה כ-30 יורו. בעת טיפול בנוזלים כאלה, יש להגן על העיניים, דרכי הנשימה והידיים כדי למנוע גירוי.
יישומים של HIPS
יישום נפוץ עבור פלסטיק HIPS הוא אריזת מוצרים, כאשר משקלה הקל, עמידות הלחות וקלות העיצוב לצורות שונות הופכים אותו לבחירה פופולרית. הוא משמש לעתים קרובות באריזה של מוצרי צריכה כגון צעצועים, אלקטרוניקה וקוסמטיקה. ניתן להשתמש בו גם ליצירת שלטים ותצוגות בשל יציבות הממדים הטובה שלו, המאפשרת לו לשמור על צורתו גם בתנאי טמפרטורה ולחות משתנים.
בתעשיית הרכב, HIPS משמש לייצור חלקים פנימיים כגון רכיבי לוח מחוונים בשל עמידות הפגיעה הגבוהה וקלות הייצור שלו. קלילותו, עמידות הפגיעה והיכולת להיות יצוק לצורות וצבעים שונים הופכים אותו לחומר אידיאלי לייצור צעצועים ומוצרי ילדים. בנוסף, תרמופלסטיים נמצאים בשימוש נרחב כבתים לציוד חשמלי ואלקטרוני. תחום הרפואה נהנה גם מ-HIPS בגלל עמידות הפגיעה הגבוהה שלו, המשקל הנמוך וקלות העיבוד, שניתן להשתמש בהם לייצור מגוון מכשירים רפואיים, כולל סדים אורטופדיים. לבסוף, הוא משמש ביישומי אריזות מזון, במיוחד בייצור מיכלי צדפה.
