Tutto quello che c’è da sapere sull’HIPS come materiale di supporto nella stampa 3D

L’HIPS (High Impact Polystyrene) è un polimero termoplastico basato su una miscela di polistirene e gomma polibutadiene. La maggior parte materiali utilizzati nella stampa 3D sono caratterizzati dalla resistenza ai solventi chimici. Tuttavia, nel caso dell’HIPS, la solubilità è un grande vantaggio perché il materiale viene utilizzato principalmente in forma di filamento come materiale di supporto nella stampa 3D FDM. I materiali di supporto, o strutture di sostegno, sono utilizzati per stampare parti con un angolo superiore a 45 gradi, per evitare che scivolino o si rompano durante il processo di stampa. Al termine del processo di stampa, queste strutture vengono rimosse, il che è più facile con materiali come l’HIPS, che hanno un’elevata solubilità. Ma quali sono le proprietà e i vantaggi dell’HIPS nella stampa 3D? Vediamolo insieme in questo articolo.

Produzione e caratteristiche dell’HIPS

L’HIPS ha proprietà simili all’ABS, ma è più duro e più resistente agli urti.  Come già accennato, il materiale è caratterizzato da una solubilità elevata in relazione a determinate sostanze chimiche, il che consente una separazione relativamente agevole quando viene utilizzato come struttura di supporto. L’HIPS può essere sciolto in un solvente specifico, come il limonene, senza danneggiare l’oggetto stampato. Questa proprietà lo rende perfetto per progetti complessi e strutture intricate. È tipicamente utilizzato nel settore della stampa ABS come struttura di supporto, e la stabilità temporanea della forma HIPS gioca un ruolo centrale in questo caso. Ha inoltre una superficie liscia e antigraffio e il suo colore bianco traslucido semplifica la colorazione.

L’HIPS è utilizzato principalmente come struttura di supporto (Crediti immagine: Zortrax)

Tuttavia, la plastica HIPS, nonostante i suoi vantaggi, presenta anche alcuni svantaggi che devono essere presi in considerazione. Uno svantaggio è la sua vulnerabilità alla degradazione quando viene esposta a varie sostanze chimiche come solventi, acidi e alcali. Ciò può causare fragilità, scolorimento o rottura del materiale nel corso del tempo. Inoltre, l’HIPS ha una resistenza alle basse temperature e può diventare fragile in ambienti freddi, il che la rende inadatta ad applicazioni esposte a temperature estreme.

Inoltre, l’HIPS presenta una scarsa resistenza alla fiamma e può facilmente incendiarsi e bruciare, risultando quindi inadeguato per le applicazioni in cui la sicurezza antincendio è un fattore importante. Rispetto ad altri materiali plastici, l’HIPS ha una resistenza alla trazione relativamente bassa e potrebbe non essere altrettanto forte. Non è biocompatibile e non dovrebbe essere utilizzato in applicazioni mediche che prevedono il contatto diretto con i tessuti umani. Infine, l’HIPS non è ideale per l’uso all’aperto a causa della sua suscettibilità ai raggi UV e alle temperature estreme, tutti fattori che possono accelerarne la degradazione e ridurne la durata complessiva.

L’HIPS è infiammabile e sensibile ai raggi UV (Crediti fotografici: Thompson Coburn LLP, Unsplash)

Stampa 3D e HIPS

Se si utilizza l’HIPS come struttura di supporto, è necessaria una stampante 3D a doppia estrusione in grado di raggiungere temperature comprese tra 230 e 245 gradi. Si consiglia inoltre di utilizzare un piano riscaldato con temperatura compresa tra 90 e 110 gradi, poiché il materiale tende a deformarsi. Si consiglia inoltre di utilizzare una stampante 3D con camera chiusa. Si tenga inoltre presente che l’HIPS può emettere alcune emissioni tossiche, come lo stirene: si raccomanda una buona ventilazione.

Dopo il processo di stampa, è necessario attendere che la parte stampata si sia completamente raffreddata prima di iniziare a rimuovere le strutture di supporto. A differenza delle strutture di supporto in PVA o BVOH, l’HIPS viene rimosso in una soluzione chimica, principalmente con il limonene. Per questo motivo è importante scegliere con cura il materiale della parte stampata in 3D: mentre l’ABS è resistente al limonene, non tutte le plastiche lo sono e questo potrebbe portare a deformazioni. Prima di rimuovere questi supporti, si consiglia di rimuovere le parti più grandi a mano per una questione di prezzo, dato che la soluzione chimica costa circa 30 euro per un litro. Bisogna sempre proteggere gli occhi, la bocca e il naso e le mani per evitare irritazioni.

Applicazioni

La plastica HIPS, nota per le sue notevoli proprietà, trova largo impiego in diverse applicazioni. Un’applicazione comune è l’imballaggio dei prodotti, dove il peso ridotto, la resistenza all’umidità e la facilità di stampaggio in forme diverse ne fanno una scelta popolare. Viene spesso utilizzato per imballare articoli di consumo come giocattoli, elettronica e cosmetici. L’HIPS è utile anche per la creazione di insegne e display grazie alla sua buona stabilità dimensionale, che gli consente di mantenere la forma anche in condizioni di temperatura e umidità variabili.

Nell’industria automobilistica, l’HIPS è utilizzato per la produzione di parti interne come i componenti del cruscotto, grazie alla sua forte resistenza agli urti e alla facilità di fabbricazione. La sua leggerezza, la resistenza agli urti e la modellabilità in varie forme e colori lo rendono un materiale ideale per la produzione di giocattoli e prodotti per bambini. Inoltre, l’HIPS è ampiamente utilizzato come involucro per apparecchiature elettriche ed elettroniche, grazie alla sua eccezionale stabilità dimensionale e resistenza all’umidità. Anche il settore medico trae vantaggio dall’HIPS, che viene impiegato nella produzione di vari dispositivi medici, tra cui le stecche ortopediche, grazie alla sua elevata resistenza agli urti, al peso ridotto e alla facilità di lavorazione. Infine, l’HIPS viene impiegato nelle applicazioni di imballaggio alimentare, grazie alla sua modellabilità e alla forte resistenza all’umidità.

Crediti: Plastics technology

Produttori e Prezzi

In termini di prezzo, una bobina di filamento è relativamente economica rispetto ad altri materiali e può essere acquistata a un prezzo compreso tra 17 e 35 dollari. È possibile trovare HIPS presso operatori come iGo3D, Zortrax, 3Dmensionals e MatterHackers, solo per citarne alcuni. Si consiglia di controllare la composizione di questi filamenti prima dell’acquisto, poiché alcuni contengono additivi che facilitano la stampa, ma possono anche renderne più difficile la rimozione.

Oltre al prezzo del filamento, nella scelta di un produttore o fornitore di HIPS è fondamentale valutare aspetti che vanno oltre il solo costo. Si devono prendere in considerazione fattori come la qualità, l’affidabilità, la consistenza del prodotto, l’assistenza clienti e i tempi di consegna. Una ricerca approfondita, il confronto delle offerte e la lettura delle recensioni o delle testimonianze dei clienti possono aiutare a prendere una decisione informata. Vale anche la pena di esplorare i fornitori o i distributori locali, che possono offrire prezzi competitivi e una logistica conveniente per l’acquisto di filamenti HIPS. Discutere con i professionisti del settore o chiedere consigli alle associazioni di categoria può fornire preziose indicazioni sui produttori, sui fornitori e sulle tendenze dei prezzi nel mercato dei filamenti HIPS.

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*Crediti copertina: Simplify3D