HIPS als Filament für 3D Drucker ausführlich erklärt
HIPS steht für High-Impact Polystyrene, ein thermoplastisches Polymer, das durch Polymerisation von Polybutadien zu Polystyrol gefertigt wird. HIPS ist ein beliebtes Material für den 3D-Druck, vor allem als Stützmaterial für überhängende Objekte. Aber was sind die Vor- und Nachteile von HIPS als Filament für 3D Drucker? Und wie kann man es optimal verarbeiten und nachbearbeiten? In diesem Beitrag wollen wir Ihnen HIPS als Filament für 3D Drucker ausführlich vorstellen und Ihnen einige Tipps und Tricks für den erfolgreichen Einsatz von HIPS geben.
Die Eigenschaften von HIPS als Filament für 3D Drucker
HIPS hat generell ähnliche Eigenschaften wie ABS, allerdings besitzt es zusätzlich, wie der Name vermuten lässt (High-Eimpact), eine extrem hohe Schlagzähigkeit und Härte. Das macht HIPS zu einem robusten und widerstandsfähigen Material, das sich für verschiedene Anwendungen eignet, wie zum Beispiel Gehäuse, Sicherheitsbehälter oder Modellbau. Das Material selbst besitzt ein strahlendes Weiß und liefert daher auch einen ästhetischen Mehrwert.
Die markanteste Eigenschaft von HIPS ist jedoch die Löslichkeit in gewissen Chemikalien, wobei sich Limonene hierbei am ehesten durchgesetzt hat. Dies macht HIPS zu einem idealen Stützmaterial für ABS, aber auch Druckvorhaben mit anderen Filamenten, die einen Überhang im 3D-Druckobjekt aufweisen. Durch das Auflösen von HIPS in Limonene lassen sich die Supportstrukturen leicht entfernen, ohne Spuren oder Beschädigungen am Druckobjekt zu hinterlassen.
Die Verarbeitung von HIPS als Filament für 3D Drucker
Aufgrund der Ähnlichkeit zu ABS ist die Verarbeitung von HIPS mit eben jenem vergleichbar. Die empfohlene Drucktemperatur liegt zwischen 220 °C und 260 °C, je nach Hersteller und Qualität des Filaments. Die Erweichungstemperatur von HIPS liegt bei etwa 95 °C, daher sollte man darauf achten, dass das Druckobjekt nicht zu hohen Temperaturen ausgesetzt wird.
Warping kann Probleme mit sich bringen, dem man mit einem beheizten Druckbett und einem abgeschotteten Bauraum leicht Herr werden kann. Das beheizte Druckbett sollte eine Temperatur zwischen 90 °C und 110 °C haben, um eine gute Haftung des Filaments zu gewährleisten. Ein abgeschotteter Bauraum verhindert Zugluft und Temperaturschwankungen, die zu Verzug oder Rissen im Druckobjekt führen können.
Als Stützmaterial eingesetzt, empfiehlt es sich zweifarbig zu drucken, um sicherzustellen, dass das gedruckte Objekt zu 100 % vom Stützmaterial „befreit“ wurde. Dazu benötigt man einen 3D-Drucker mit Dual Extruder, der zwei verschiedene Filamente gleichzeitig verarbeiten kann. Als Kombination bietet sich ABS an, da es ungefähr die gleichen Druckeinstellungen wie HIPS benötigt und eine gute Haftung zwischen den beiden Materialien gewährleistet.
Die Nachbearbeitung von HIPS als Filament für 3D Drucker
Wenn Sie HIPS als Stützmaterial einsetzen und dementsprechend in Limonene auflösen möchten, gibt es ein paar Dinge zu beachten. Zuallererst sollten Sie Limonene stets mit Vorsicht behandeln. Die Flüssigkeit wird zwar zu einem hohen Prozentsatz aus natürlichen Rohstoffen hergestellt (ein Großteil findet sich beispielsweise in Orangenschalen), allerdings ist es schlussendlich eine Chemikalie. Vermeiden Sie Augenkontakt, schützen Sie Ihre Hände angemessen mit Handschuhen und lagern Sie das Material kühl, trocken und vor neugierigen Händen geschützt.
Beim Auflösen von HIPS sollten Sie bei größeren Druckvorhaben zuerst die sperrigen Teile Stützmaterial händisch abbrechen – so sparen Sie Zeit und relativ teure Limonene (etwa 30€/Liter). Wir empfehlen außerdem, den Geruch möglichst wenig einzuatmen, um Kopfschmerz zu vermeiden. Das Auflösen von HIPS kann je nach Größe und Dicke des Stützmaterials einige Stunden bis Tage dauern. Sie sollten das Druckobjekt regelmäßig überprüfen und aus dem Limonene-Bad nehmen, sobald das Stützmaterial vollständig aufgelöst ist. Danach sollten Sie das Druckobjekt gründlich mit Wasser abspülen und trocknen lassen.
HIPS kann auch geklebt werden, wenn man mehrere Teile zu einem größeren Objekt verbinden möchte. Dazu eignen sich verschiedene Klebstoffe, wie Sekundenkleber, Epoxidharz oder spezielle Kunststoffkleber. HIPS kann auch geschliffen, gebohrt oder geschnitten werden, um die Form oder die Oberfläche des Druckobjekts zu verbessern oder anzupassen.
Die Lagerung von HIPS als Filament für 3D Drucker
Wie die meisten Filamente ist auch HIPS hygroskopisch, das heißt, es zieht Feuchtigkeit aus der Luft an. Dies kann die Qualität und die Druckbarkeit des Filaments beeinträchtigen, daher sollte man HIPS stets trocken und kühl lagern. Am besten eignet sich ein luftdichter Behälter mit einem Trockenmittel, wie Silicagel. Wenn das Filament feucht geworden ist, kann man es auch wieder trocknen, indem man es für einige Stunden bei etwa 60 °C in einen Backofen legt.
Fazit
HIPS ist ein vielseitiges Filament für 3D Drucker, das vor allem als Stützmaterial für überhängende Objekte glänzt. Durch seine hohe Schlagzähigkeit, Härte und Löslichkeit in Limonene bietet es viele Vorteile für den 3D-Druck. Allerdings erfordert es auch eine sorgfältige Verarbeitung und Nachbearbeitung, um optimale Ergebnisse zu erzielen. Wenn Sie diese Tipps und Tricks befolgen, können Sie mit HIPS als Filament für 3D Drucker tolle Objekte erstellen.