Alles Wissenswerte über HIPS Filament

Dieser Leitfaden stellt die Eigenschaften und Vorteile von HIPS-Filament vor, das sich besonders für den 3D-Druck von langlebigen und detaillierten Produkten eignet.

Hochschlagfestes Polystyrol (oder HIPS, von High Impact PolyStyrene) ist ein Polystyrol-Filament, das sich leicht drucken lässt und viele verschiedene Anwendungsmöglichkeiten bietet.

Obwohl dem ABS-Filament sehr ähnlich, ist HIPS viel resistenter. Daher kann es nicht nur als Trägermaterial verwendet werden, sondern ist auch als eigenständiges Material sehr leistungsfähig und nützlich. HIPS lässt sich leicht lackieren, maschinell bearbeiten und mit einer großen Anzahl von Klebstoffen verarbeiten. Außerdem ist es lebensmittelecht, ungiftig, vollständig recycelbar und nicht wasseranziehend, d. h. es wird in feuchten Umgebungen nicht abgebaut.

Eine eher unglückliche Eigenschaft, welche HIPS mit ABS teilt, ist die Rauchentwicklung. Während des Drucks setzt HIPS geringe Mengen Styrol in die Atmosphäre frei.

Es lässt sich besser drucken und ist billiger als PVA. HIPS-Drucke haben ein hervorragendes Finish, das die Schichten des Drucks verdeckt; aus diesem Material hergestellte Objekte können leicht geschliffen und gefärbt werden.

Als Filament eignet es sich ausgezeichnet für den Druck von stoßfesten Gegenständen und ist insgesamt leicht zu drucken. Es löst sich vollständig in Limonene auf: Es kann im zweiten Extruder des Druckers als Trägermaterial für komplex zu druckende Objekte verwendet werden. Es wird in der Regel mit ABS-Filament als Supportmaterial kombiniert; so wird das ABS-Objekt mit HIPS-Trägern in Limonene getränkt und die Träger schmelzen ohne manuelles Eingreifen. Nach dem Druck können die Teile leicht geschliffen, gespachtelt und mit Acrylfarben bemalt werden.

Eigenschaften von HIPS

Das HIPS-Material ist ein Copolymer (in einem Polymer ist die sich wiederholende Einheit die Gruppe, die sich entlang der Makromolekülkette wiederholt; Makromoleküle, die aus zwei oder mehr verschiedenen sich wiederholenden Einheiten bestehen, sind Copolymere). Es handelt sich um einen thermoplastischen Kunststoff, der aus Polystyrol und Styrol-Butadien-Kautschuk besteht; der enthaltene Kautschuk macht das Endprodukt zu einem schlagfestem Kunststoff. Das Material wird häufig für Verpackungen und Behälter, wie CD-Hüllen, verwendet. In der traditionellen Industrie wird es für die Herstellung von Spielzeug, Kühllagerungselementen und Haushaltsgeräten verwendet.

Beim 3D-Druck hingegen wird es sowohl für den Druck der endgültigen Objekte als auch für die Herstellung von Trägermaterialien verwendet. Diese werden anschließend in Limonene aufgelöst, sodass die Entfernung durch Schleifmittel, Schneidewerkzeuge oder andere Mittel, die den Druck nicht perfekt machen, entfällt. Limonene ist eine Lösung, die aus Zitronenschalen gewonnen wird und leicht zu beschaffen ist. Leider schränkt dies seine Verwendung zur Unterstützung von ABS-Drucken ein, da andere Materialien durch Limonene beschädigt werden.

Daten & Fakten zu HIPS


Eigenschaften	hohe Festigkeit, gute Zähigkeit, Schlagzähigkeit, stabile Leistung, matte Oberfläche, leicht zu bedrucken
Extrusionstemperatur	220 °C bis 240 °C
Temperatur der Heizplatte	90 °C
Vorteile	niedrige Kosten, wasserbeständig, schlagfest, leicht, auflösbar in Limonene
Nachteile	erfordert eine vorgewärmte Platte, Einsatz einer Heizkammer von Vorteil, benötigt eine hohe Extrusionstemperatur, muss beim Drucken belüftet werden

Das HIPS-Filament ist ein haltbares, sehr leichtes Material mit guter Haftung zwischen den Schichten, das nachbearbeitet werden kann: Es kann leicht geklebt, geschliffen und lackiert werden. Weil es in Limonene löslich ist, ergibt sich aus der Verbindung mit ABS ein hervorragendes Trägermaterial.

Drucktemperatur

HIPS lässt sich am besten mit einer Druckplatte von 55 bis 65 °C und einer Heißendtemperatur von 240 °C drucken.

Die hohe Temperatur ermöglicht ein schnelles Schmelzen des Filaments, was zu einer Verringerung seiner Viskosität führt, wodurch das Material leichter aus der Düse austritt. Dies ermöglicht eine bessere Haftung zwischen den Schichten. Bei HIPS-Filamenten geht dies nicht auf Kosten der externen Definitionen, da der Fluss relativ leicht zu kontrollieren ist. Um die richtige Düsentemperatur für Ihren Drucker zu finden, empfehlen wir Ihnen, mit der angegebenen Höchsttemperatur (in diesem Fall 240 °C) zu beginnen und diese um jeweils 5° zu senken, bis Sie den perfekten Druck erhalten.

Es gibt HIPS-Filamente, die Additive enthalten, um das Drucken zu erleichtern; diese wirken sich jedoch auch auf den Schmelzprozess aus.

Verarbeitung

Leider besteht die Gefahr, dass HIPS-Drucke schrumpfen. Dies kann verhindert werden, indem die Temperatur um das gedruckte Produkt herum erhöht wird, indem eine Heizkammer verwendet wird, die es wiederum ermöglicht, die Luft um das Produkt herum auf die gewünschte Temperatur zu erwärmen. Diese Art von Heizkammer gehört bei neuen Druckern der oberen Preisklasse zum Standard.

Beim Bedrucken von HIPS können Risse nur dann vermieden werden, wenn besonders darauf geachtet wird, dass jede Schicht fest mit der vorherigen Schicht verbunden ist. Die Haftung zwischen den Schichten kann verbessert werden, indem entweder die Höhe der Schichten verringert oder die Temperatur des Extruders erhöht wird.

Es gibt HIPS-Produkte, die Zusatzstoffe enthalten, um sie leichter bedrucken zu können; dies wirkt sich jedoch auf die erreichte Temperatur aus, sodass sich die Produkte auch schwerer auflösen lassen.

Einsatzmöglichkeiten

Das HIPS-Präparat eignet sich besonders für den 3D-Druck von leichten, gut verarbeiteten Objekten. Aufgrund seiner matten Oberfläche und der Möglichkeit der Weiterverarbeitung eignet sich dieses Filament für sehr detaillierte Drucke, die eine sehr gute Oberflächengüte erfordern, z. B. für Modellier-Produkte. Da es sich um ein leichtes Material handelt, wird es außerdem häufig als Trägermaterial für 3D-Druckobjekte aus anderen Materialien verwendet.

Mit den richtigen Tricks lassen sich mit einem 3D-Drucker alle erdenklichen Formen und Objekte herstellen. Der Fantasie sind keine Grenzen gesetzt, genauso wenig wie dem 3D-Druck, vorausgesetzt natürlich, man wählt das richtige Druckgerät. Im Internet finden Sie unzählige kostenlose 3D-Modelle und Druckdateien. Während viele Modelle kostenpflichtig sind, sind viele andere kostenlos und bieten einen idealen Ausgangspunkt für den Einstieg in einen 3D-Drucker.

Zusammenfassung : HIPS Filament

Im 3D-Druck ist das HIPS-Filament weit verbreitet, insbesondere wenn es darum geht, hochwertige technische Teile herzustellen. Es handelt sich um ein Material, das sich durch seine Kosteneffizienz und Beweglichkeit auszeichnet, die anderen vergleichbaren Materialien weit überlegen ist, während es bei einer etwas niedrigeren Drucktemperatur eingesetzt werden kann. Es ist für seine Steifigkeit, Zugfestigkeit und Schlagzähigkeit bekannt und zeichnet sich durch seine Löslichkeit in D-Limonene aus; damit wird es ermöglicht, Formen zu entwickeln, die mit einem löslichen Material nicht realisierbar wären.

Nutzen Sie die in diesem Leitfaden enthaltenen Informationen, um die Möglichkeiten von 3D-Druckprojekten mit HIPS-Filament zu erkunden.