高抗沖聚苯乙烯（HIPS）是一種以聚苯乙烯與聚丁二烯橡膠混合物為基礎(chǔ)的熱塑性聚合物。盡管3D打印領(lǐng)域許多材料以耐化學(xué)溶劑著稱(chēng)，但HIPS的溶解性卻成為其獨(dú)特優(yōu)勢(shì)——該材料主要以長(zhǎng)絲形式用于FDM工藝中的支撐結(jié)構(gòu)。支撐材料或支撐結(jié)構(gòu)適用于打印角度超過(guò)45°的零件，可防止打印過(guò)程中零件滑動(dòng)或斷裂。打印完成后，這些結(jié)構(gòu)需被移除，而HIPS的高溶解性使這一過(guò)程更為便捷。本文將系統(tǒng)解析HIPS作為長(zhǎng)絲的特性及其作為支撐結(jié)構(gòu)的優(yōu)勢(shì)。

    HIPS的生產(chǎn)與核心特性

    HIPS憑借多功能性與獨(dú)特性能，在3D打印中廣泛應(yīng)用。其基礎(chǔ)材料聚苯乙烯是一種常見(jiàn)于消費(fèi)品的合成聚合物，通過(guò)擠出工藝生產(chǎn)：長(zhǎng)絲熔化后經(jīng)噴嘴擠出，逐層構(gòu)建所需形狀。HIPS的特性與ABS相近，但硬度更高、抗沖擊性更強(qiáng)。如前所述，該材料的核心優(yōu)勢(shì)在于對(duì)特定化學(xué)品（如檸檬烯）的高溶解性，這一特性使其作為支撐結(jié)構(gòu)時(shí)易于分離，且不會(huì)損壞主體打印件。HIPS常與ABS搭配使用，其臨時(shí)形狀穩(wěn)定性在支撐功能中發(fā)揮關(guān)鍵作用。此外，HIPS表面光滑防刮、耐熱，半透明白色外觀便于著色。

    HIPS的局限性

    盡管HIPS具備諸多優(yōu)點(diǎn)，仍需注意其缺陷：

    化學(xué)敏感性：暴露于溶劑、酸、堿等化學(xué)物質(zhì)時(shí)易降解，可能導(dǎo)致材料變脆、褪色或老化。

    低溫脆性：在寒冷環(huán)境中會(huì)變脆，不適用于需承受極端溫度的場(chǎng)景。

    紫外線耐受性差：長(zhǎng)期暴露于紫外線會(huì)導(dǎo)致泛黃、脆化，縮短使用壽命。

    易燃性：HIPS易點(diǎn)燃燃燒，不適用于對(duì)消防安全要求高的應(yīng)用。

    機(jī)械性能有限：相比其他塑料，HIPS拉伸強(qiáng)度較低，強(qiáng)度表現(xiàn)一般。

    非生物相容性：不可用于需與人體組織直接接觸的醫(yī)療場(chǎng)景。

    戶外適用性低：對(duì)紫外線、濕度、極端溫度敏感，易加速降解，縮短壽命。

    HIPS在3D打印中的工藝要求

    使用HIPS作為支撐材料時(shí)，需配備雙擠出機(jī)3D打印機(jī)，擠出溫度需控制在230-245℃之間。此外，壓板溫度需達(dá)到90-110℃以防止翹曲，建議選擇具有可鎖定安裝空間的設(shè)備。打印過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生苯乙烯等有毒煙霧，需確保良好通風(fēng)并佩戴呼吸防護(hù)裝備。

    打印完成后，需待部件完全冷卻再移除支撐結(jié)構(gòu)。與PVA或BVOH不同，HIPS需通過(guò)化學(xué)溶劑（如檸檬烯）溶解去除。因此，HIPS僅適用于與化學(xué)溶劑兼容的主體材料（如ABS）。為降低成本，建議先手動(dòng)移除大型支撐部件，再使用化學(xué)溶劑處理（每升溶劑約30歐元）。操作時(shí)需佩戴護(hù)目鏡、手套及呼吸防護(hù)裝備，避免刺激。

    HIPS的典型應(yīng)用場(chǎng)景

    HIPS的輕量化、防潮性及易成型特性使其廣泛用于產(chǎn)品包裝領(lǐng)域，常見(jiàn)于玩具、電子產(chǎn)品、化妝品等消費(fèi)品的包裝設(shè)計(jì)。其尺寸穩(wěn)定性（在溫濕度變化下仍能保持形狀）也適用于標(biāo)志、展示品的制作。

    在汽車(chē)行業(yè)，HIPS憑借高抗沖擊性與易加工性，被用于制造儀表板等內(nèi)飾組件。其輕質(zhì)、耐沖擊及可著色特性，同樣適用于玩具、兒童產(chǎn)品的生產(chǎn)。此外，HIPS還廣泛用作電氣與電子設(shè)備的外殼材料。醫(yī)療領(lǐng)域中，HIPS的高抗沖擊性、低重量及易加工性使其可用于制造矯形夾板等器械。食品包裝領(lǐng)域，HIPS也用于生產(chǎn)蛤殼式容器等包裝材料。

    通過(guò)合理利用HIPS的溶解性?xún)?yōu)勢(shì)與工藝特性，其作為3D打印支撐材料的功能性與經(jīng)濟(jì)性得以充分發(fā)揮，成為特定應(yīng)用場(chǎng)景下的理想選擇。