Использование пластика HIPS в 3D-печати

HIPS. Использование в 3D-печати

По классике считается, что пластик HIPS предназначен для печати поддержек. В то время как основным пластиком выступает, например, ABS. Естественно, что это применимо для двухэкструдерных принтеров. У меня же несколько другой опыт использования данного пластика.Не так давно, выполнял заказ на моделирование и печать мастер-моделей. Заказчик планировал использовать их для получения силиконовых форм (молдов). А затем, используя эти формы, отливать изделия из воска или парафина. Вещи художественного назначения я раньше традиционно делал из PLA. Все-таки я считаю его практически идеальным модельным пластиком. Но вот мне достался практически даром килограмм HIPS. И я решил попробовать его.

Поводом для этого послужило мимолетное замечание заказчика, что, мол, мелкие недочеты печати он уже придумал как исправлять. В это время я подумал, о том, что PLA пластик очень жесткий, да и шлифуется трудоемко. И ножиком его не очень то подрежешь. А вот HIPS в это плане гораздо более выгоден — шлифуется легко, режется легко, для сглаживания можно использовать нетоксичный лимонел, Каких-то особых механических свойств изделие не требует. Короче, решил попробовать. Ниже опишу с какими трудностями пришлось столкнуться.

Поиск удовлетворительного решения

Сначала столкнулся с тем, что общие требования к температуре стола и сопла не подошли. Например, в сети можно найти, что сопло следует нагревать до 230-240 градусов, а стол — около 90 градусов. У меня при таких настройках деталь просто расслаивалась на единичные слои — никакой межслойной адгезии. Да и к столу прилипал не очень. Затем пришло в голову заглянуть на сайт производителя именно этого пластика и оказалось, что производитель рекомендует температуру сопла в пределах 250…270 градусов. Но 250 тоже оказалось мало. И только при 270 слои, наконец-то, начали склеиваться. Температуру стола пришлось поднять до 110 градусов, чтобы получить хорошую адгезию. Кстати печатать начинал без какого-либо термошкафа. Таким образом, мне удалось достичь приемлемого качества печати технических деталей, но для мастер-моделей этого было недостаточно.

Требовалось печатать тонкими слоями, чтобы как можно точнее передать рельеф поверхности. Минимальный слой был 0,02 мм (да, это возможно, хотя теоретики утверждают обратное). И в данном случае сначала не удавалось «размазать» HIPS таким слоем. Решил попробовать переместить принтер в термокамеру (пассивную, т.е. без регулирования температуры внутри). И, как не странно, это помогло. Печатая последние объекты я уже снизил температуру стола до 90 градусов, потому что стол простенького Ender 3 очень долго разогревался до 110 градусов. Качество не ухудшилось.К сожалению, остались только черно-белые фотографии результатов, тем не менее, хорошо видно, что даже мелкие детали пропечатались. На последнем фото обратите внимание, что слоистость практически не видна. Для того, чтобы было понятно — ширина крестов 110 мм, ширина агнца — 85 мм.

Крест. Мастер-модель для литья воском
Крест. Мастер-модель для литья воском (распечатан на 3D-принтере)
Крест. Мастер-модель для литья воском
Крест. Мастер-модель для литья воском (распечатан на 3D-принтере)
Агнец. Мастер-модель для литья воском
Агнец. Мастер-модель для литья воском(распечатан на 3D-принтере)

Насколько я знаю, заказчик не делал никакой дополнительной обработки, так как его вполне устроило полученное качество. А я бы зашлифовал. Не потому, что надо, а потому, что шлифуется хорошо.

Особенности настройки слайсера

Еще некоторые особенности, позволившие получить хорошее качество в итоге:

  1. Слайсер Cura 4.4.0
  2. Использовал настройку «Адаптивные слои» — очень ускоряло печать и позволяло, в то же время, получить тонкие слои в «деликатных» местах, т.е. на выпуклых поверхностях. Настройка данного параметра потребовала времени и много опытных образцов.
  3. Замерил и подстроил показатели потока. Для того чтобы хорошо печатались тонкие слои поток должен слегка превышать «теоретический». То есть, если по замеру вышло, что требуется увеличить поток на 2%, то я смело увеличивал на 4…5%. Если это не сделать, то на участках выпуклых поверхностей появляются раковины, не заполненные пластиком.
  4. Если слой 0,02 мм, то легко понять, что 10 слоев дадут нам только лишь 0,2 мм толщины. Не очень много, прямо скажем. Поэтому количество слоев крышки я выставлял не менее 10, а слоев стенки — не менее 5. Для дна достаточно 2 слоя, так как там печать производится, как правило, относительно толстыми слоями — 0,2…0,3 мм.
  5. Заполнение — пришлось поэкспериментировать. В итоге на всю катушку использовал такие параметры как «Изменение шага заполнения» и «Толщина слоя заполнения». Все эти усилия были направлены на то, чтобы при минимальном времени печати получить максимальное качество поверхности. Это особенно актуально для деталей типа «барельеф», где особые требования предъявляются только к видимой верхней части. Изменение шага заполнения увеличил до 3, а толщину слоя заполнения увеличил в 2 раза по отношению к толщине слоя печати.