3D Systems公司对其3D打印冷却棒的能力很有信心，但要把设计从"功能性"变成"可3D打印"，还需要一些开发。Nikhef和3D Systems合作，通过有限元分析、物理原型和测试来完善设计。每根管子包含三个平行运行的通道，多个通道创造了更多的表面积和更大的湍流，以实现更好的冷却。这些管子还被设计成可以随着材料的膨胀和收缩而弯曲；利用金属3D打印技术，基本上可以在每个部件中建立一个"弹簧"，而无需任何额外的工作或组装。

△3D打印冷却棒，最终的冷却棒设计具有 "弹簧 "和支持结构，只限于两个区域。在3D Systems公司的DMP 350 Flex中，可以一次3D打印多个棒。图片来源：3D Systems

Nikhef和3D Systems公司知道，最终的棒材将用金属生产，但选择合适的材料最终取决于设计要求。在对不锈钢的几何形状进行原型设计后，3D Systems公司发现，以当时的打印参数，不可能在保证无泄漏操作的同时实现所需的薄壁。合作者没有满足于更厚的壁和降低冷却能力，而是将材料改为LaserForm TiGr32 (A)，这是3D Systems为牙科、医疗和技术应用开发的一种钛合金。

3D Systems应用工程师ThomasVerelst说："在打印过程中，钛的焊池是相当稳定的，而且当时的激光参数对这种材料来说是非常完善的。这些因素使3D Systems公司实现了所需的壁厚，仅0.25毫米。钛也可以焊接，这是冷却结构最终装配的要求。“

生产阶段

测试设计迭代和材料选择的原型设计很快显示，3D打印钛能够提供最终的冷却条。但是，进入生产阶段绝非一蹴而就。随着3D系统公司的每一次迭代，Nikhef进行了数月的测试，以确保这些部件能够长期防漏和耐用。制造长而薄的部件是另一个挑战。

Verelst解释说："我们必须以50微米的平面度实现一个非常长的零件，通常会铣削这类面孔，但在这里，这不是一个选择，因为壁厚太薄了。打印过程本身就有一些变化，所以夹住零件并进行铣削可能会产生太薄的部分。泄漏方面的风险太高了。我们必须在没有铣削后处理步骤的情况下使平面度符合规范。"

除了平整度方面的挑战，冷却棒在功能性冷却表面的某些区域也出现了收缩缺陷。Verelst解释说："冷却表面的这种'台阶'对冷却性能来说是有问题的，所以必须通过对抗CAD中的实际变形来消除它们。经过几个周期后，这些台阶被消除了，线条几乎看不到了。"

最终使用了一台3D Systems DMP Flex 350直接金属印刷机进行生产。为了获得最大的成功机会，263毫米长的冷却棒被垂直3D打印出来，这使得许多零件可以被装在一个构建板上，并将对支撑结构的需求降到最低。Verelst说，每根棒子只有两个地方有支撑，很容易被移除。零件在3D打印后被消除了应力，并用电火花线切割机从构建板上取下；压缩空气强制通过管子清除了任何松散的粉末。

△为了避免通过其薄壁引入泄漏，3D Systems知道它无法将冷却棒加工成公差。该公司调整了打印参数，并对变形进行了调整，以达到所需的平整度。图片来源：3D Systems