Filamento de impressão 3D HIPS explicado:materiais, propriedades e usos

HIPS (Poliestireno de Alto Impacto) é feito combinando borracha de polibutadieno e poliestireno puro. HIPS é um material termoplástico que possui algumas características únicas não compartilhadas pela maioria dos filamentos, incluindo:baixa higroscopicidade; solubilidade em d-limoneno (um solvente químico); e boa resistência ao impacto. O HIPS tem a vantagem de ser econômico, de impressão rápida e durável. Como benefício adicional, pode servir como material de suporte para peças impressas em ABS 3D.

O HIPS foi criado por Johann Eduard Simon, um boticário alemão. A resina de uma árvore de eucalipto chamada estoraque foi retirada e sintetizada. O resultado da síntese foi uma substância oleosa. Alguns dias depois, para sua surpresa, a substância engrossou e tornou-se gelatinosa. Esta substância ele chamou de óxido de estireno. No entanto, demorou quase um século até que o produto fosse utilizado em aplicações industriais.

Atualmente, o HIPS é usado em uma ampla variedade de indústrias para produzir produtos de consumo, incluindo:brinquedos, componentes eletrônicos, reboques de bicicletas e embalagens de alimentos. Este artigo discutirá detalhadamente o uso de HIPS para impressão 3D:sua composição, propriedades, limitações e aplicações, bem como algumas dicas para uma impressão bem-sucedida com filamentos HIPS.

O que é impressão 3D HIPS?

Embora o filamento HIPS possa ser usado sozinho para imprimir peças 3D, ele é usado principalmente para imprimir suportes facilmente removíveis para estruturas salientes em peças impressas de outros plásticos. HIPS geralmente é combinado com ABS como principal material de impressão. As estruturas de suporte impressas com HIPS podem ser removidas do componente principal impresso dissolvendo-as em d-limoneno sem lixar ou esfregar. Esta característica é a razão pela qual é utilizado como estrutura de suporte com ABS:ABS para a parte impressa principal e o HIPS facilmente dissolvível para suportes temporários de impressão.

Para saber mais, consulte nosso guia Como funcionam as impressoras 3D.

Qual é a composição do filamento HIPS?

HIPS combina os atributos químicos da borracha de polibutadieno e do poliestireno puro. A borracha de polibutadieno é conhecida por sua elasticidade. O poliestireno puro, por outro lado, é conhecido pela sua dureza. O resultado desta combinação é um material sólido que não quebra facilmente devido à sua resistência à tração relativamente alta. 

Para preparar HIPS, o butadieno é polimerizado seletivamente em estireno. Este processo é alcançado na presença de um catalisador químico denominado bis (2-etilhexanol) fosfonato de neodímio / hidreto de diisobutil alumínio / cloreto de dietilalumínio.  A solução de pré-polímero deve ter alto teor de cis-1,4 e baixo teor de estireno de 96,6% e 1,01%, respectivamente. A solução química resultante é novamente polimerizada com estireno, mas desta vez de forma completa.

Quais são as propriedades do filamento HIPS?

Algumas das propriedades do HIPS incluem:

1. HIPS é facilmente moldável e usinável e funciona bem com uma variedade de adesivos.
2. É durável e possui boa resistência ao impacto.
3. É um material de suporte solúvel que é solúvel em d-limoneno.
4. HIPS é seguro para alimentos e, portanto, pode ser usado como produto de embalagem nas indústrias de alimentos e bebidas.
5. Uma das características benéficas do HIPS é a facilidade de armazenamento. Ao contrário da maioria dos filamentos, que absorvem umidade quando expostos ao ar (são higroscópicos), o HIPS permanece estável quando exposto à umidade.
6. A temperatura de fusão fica na faixa de 220-250 °C.

Comparação das propriedades do filamento HIPS

A Tabela 1 abaixo compara as propriedades dos filamentos HIPS com outros materiais de filamento: