Filamento HIPS para impresión 3D explicado: Materiales, propiedades y usos

El HIPS (poliestireno de alto impacto) se fabrica combinando caucho de polibutadieno y poliestireno puro. Es un material termoplástico con características únicas no compartidas por la mayoría de filamentos: baja higroscopicidad; solubilidad en d-limoneno (disolvente químico); y buena resistencia al impacto. El HIPS tiene la ventaja de ser rentable, de impresión rápida y duradero. Como beneficio añadido, sirve como material de soporte para piezas de ABS impresas en 3D.

El HIPS fue creado por Johann Eduard Simon, un boticario alemán. Tomó resina de un árbol de almacenamiento llamado estoraque y la sintetizó. El resultado fue una sustancia aceitosa. Días después, para su sorpresa, la sustancia espesó y se volvió gelatinosa. La llamó óxido de estireno. Sin embargo, pasó casi un siglo antes de que el producto se usara en aplicaciones industriales.

Actualmente, el HIPS se usa en gran variedad de industrias para producir bienes de consumo: juguetes, componentes electrónicos, remolques para bicicletas y envases alimentarios. Este artículo discutirá el uso de HIPS para impresión 3D en detalle: composición, propiedades, limitaciones, aplicaciones y consejos para impresión exitosa.

¿Qué es la impresión 3D con HIPS?

Aunque el filamento HIPS puede usarse solo para imprimir piezas 3D, se usa principalmente para imprimir soportes fácilmente removibles para estructuras voladizas en piezas impresas con otros plásticos. El HIPS suele emparejarse con ABS como material principal. Los soportes impresos con HIPS se eliminan del componente principal disolviéndolos en d-limoneno sin lijar ni frotar. Esta característica es por la que se usa como estructura de soporte con ABS: ABS para la pieza principal, HIPS fácilmente disoluble para soportes temporales.

Para más información, consulte nuestra guía ¿Cómo funcionan las impresoras 3D?.

Composición del filamento HIPS

El HIPS combina atributos químicos de caucho de polibutadieno y poliestireno puro. El caucho de polibutadieno es conocido por su elasticidad. El poliestireno puro, por su dureza. El resultado es un material sólido que no se rompe fácilmente gracias a su resistencia a tracción relativamente alta.

Para preparar HIPS, el butadieno se polimeriza selectivamente en estireno. Esto se logra con un catalizador químico llamado neodimio bis(2-etilhexanol) fosfonato/diisobutil hidruro de aluminio/cloruro de dietilaluminio. La solución de prepolímero debe tener alto contenido cis-1,4 y bajo estireno (96,6 % y 1,01 % respectivamente). La solución resultante se polimeriza de nuevo con estireno, esta vez exhaustivamente.

Propiedades del filamento HIPS

Algunas propiedades del HIPS:

1. Fácilmente moldeable y mecanizable, funciona bien con diversos adhesivos.
2. Duradero y con buena resistencia al impacto.
3. Material de soporte disoluble, soluble en d-limoneno.
4. Apto para contacto alimentario, usable como envase en industrias de alimentación y bebidas.
5. Fácil almacenamiento: a diferencia de la mayoría de filamentos, que absorben humedad al exponerse al aire (son higroscópicos), el HIPS permanece estable.
6. Temperatura de fusión entre 220–250 °C.

Comparativa de propiedades del filamento HIPS

Tabla 1 compara propiedades de filamentos HIPS con otros materiales: