[0026]1.丝线芯轴方法
[0027]在一个实施方案中，管的制造方法使用金属(例如，铜)丝，以制备具有对内部(内腔)尺寸的非常好的控制和优良的表面抛光的流体通路。在代表性实施方案中，该方法开始于切割直径等于期望的管内径(ID)的一段铜丝。切割的铜丝长度通常比制备的管的长度更长。如果期望，可使用已经机械加工成对应管的期望内腔几何形状的冲压工具，比如夹具使丝线成形。例如，具有圆横截面的丝线可在夹具中挤压，从而其横截面是三角形、正方形或其他多边形。当然，任何适当的机械加工(或其他机械的)技术可用于使丝线成形，并且实际上，具有期望的横截面形状和直径的丝线可商业上获得。此外，包括铂、钨、银和各种合金的其他金属可代替铜使用，但是铜是优选的，因为铜和氯化铁的反应不产生作为副产物的气体。这使得蚀刻更容易，而不需要另外的处理或需要去除蚀刻产生的气体，其是不方便的并且操作起来可能抑制蚀刻加工。
[0028]具有要求的横截面几何形状的丝线可弯曲成对应期望的流体路线通路的形状。丝线然后放置在聚对二甲苯沉积室中并且在其上通过例如气相沉积沉积期望厚度(例如，20μm)的聚对二甲苯层。沉积之后，修剪聚对二甲苯涂布的丝线在两个末端的聚合物，以暴露铜。然后，修剪的、涂布的丝线放置在溶解丝线而不损伤聚合物涂层的溶液中；例如，在铜丝的情况下，可使用氯化铁溶液，通常需要多达3周以完全去除铜。在蚀刻工艺结束时，仅仅留下聚对二甲苯管。然后可修剪聚对二甲苯管至适当的长度待用。
[0029]该方法能够产生具有高度精确的内部尺寸的管，因为在该方法中使用具有特定工程化的横截面和一致的横截面的丝线。另外，因为丝线可具有优良的表面抛光，所得管具有非常平滑的内表面。不像挤出法，该方法产生了经成形以符合期望的流体通路的刚性管(与必须成形为直管相反)。也可产生具有圆横截面的管，其利于容易的流体连接。铜丝可被预机械加工成不同的横截面形状或变化的半径，以产生进一步的复杂结构。
[0030]在该方法的变化中，丝线由被称为菲尔德金属的铋、铟和锡合金(一般32.5 %的B1、51 %的In和16.5 %的Sn)制成。该软金属可被任意成形，但是在62°C下熔化。因此，代替使用化学溶液去除金属，可将聚对二甲苯-涂布的丝线加热至金属的熔点，其将简单地流出管。再次，丝线可压至夹具中，以赋予丝线适当的几何形状，并且在聚合物沉积之后，在两个末端夹住丝线，以使金属在接下来的步骤中流出。固定装置可用于精确修剪。涂布的丝线被放置在设置为62°C的炉中并且竖直定向。当金属达到62°C时，其熔化，仅仅留下聚合物外涂层。然后将聚合物管修剪至待用的长度。
[0031]由于在该方法中使用具有已知公差的丝线，该方法产生具有高度精确的内径的管。另外，因为丝线具有优良的表面抛光，所得管具有非常平滑的内表面。不像挤出法，该方法产生成形为适当的路线的刚性管，与必须以适当定向固定直管相反。其可用于产生具有圆横截面的管，其使得非常容易进行流体连接。不像铜丝方法，丝线去除时间需大约数小时而不是数周。
[0032]2.3D芯轴管制造方法
[0033]第二制造技术使用可溶于有机(通常非极性)溶剂的比如蜡的材料作为3D打印材料，以制造凸起模具或在其上沉积控制厚度的聚合物比如聚对二甲苯C的层的支架;聚合物不受溶剂的影响。如本文所使用的，术语“錯”泛指在室温下是固体的任何脂质化合物(或化合物的混合物)。典型地，蜡的分子结构由长烷基链组成或包括长烷基链，所述长烷基链可能具有或可能没有官能团并且可包括链内键，比如酯键。蜡可以是天然的或合成的，并且可以是单一组分或组分的共混物。此外，其他材料比如热塑性塑料或有机混合物可用作打印材料，只要它们可溶于适当的溶剂。尽管接下来的讨论为了阐释方便涉及蜡，但是应理解，这些可选的材料可代替使用。
[0034]可通过积聚蜡层产生结构的几何形状和横截面，以产生任何任意的形状。在聚对二甲苯沉积在模具上之后，蜡溶解，仅仅留下沉积的聚对二甲苯的外层。结果是控制的壁厚度和精确控制的横截面和几何形状的管。
[0035]可以以任何适当的方式形成蜡支架，包括但不限于模塑、挤出或以建造3D结构的方式选择性逐层沉积在表面上一通常称为“3D打印”的方法。该制造管的蜡-支架方法能够制造具有非常精确尺寸控制的任意横截面和路线的聚对二甲苯管。在代表性实施方案中，图1A中阐释的，3D蜡打印机用于建造支承蜡块中的蜡支架。限定期望的横截面100的形状和尺寸，并且顺序沉积一系列平的、延长的蜡层110(例如，厚度为6.35μπι)。层110可按照弯曲通路但是沿着大体上共同符合横截面100的沉积尺寸一即，层110尽可能紧密地安装在横截面100限定的封膜中。
[0036]—旦打印，所得的蜡管模具120具有来自打印方法期间形成层的添加的蜡材料的粗糙和阶梯式外观。这可使得随后沉积的聚合物的外观粗糙和不透明。为了改善表面抛光，期望在打印的蜡模具上进行平滑处理。一种这样的方法是使用溶剂蒸汽，比如丙酮以使管模具平滑。使用对流气流使溶剂蒸汽在模具上经过，蜡的顶层被软化并且在表面上回流。所得模具表面抛光是平滑的而不损失材料。
[0037]支承蜡在比沉积的蜡更低温度下熔化一例如，支承蜡可以是蜡混合物(例如，天然产生的蜡)，而沉积的蜡可以是石蜡。当它们构建时，支承块保持打印的蜡部件，以便防止它们在完成之前分解。一旦打印完成，结构被加热至足够熔化支承蜡但是足够低而使得打印的蜡不受影响的温度(或，可选地，结构经受溶解支承蜡但是不溶解沉积的蜡的溶剂)。例如，某些形式的蜂蜡在30°C下熔化，石蜡可在大约55°C下熔化，并且合成的蜡可具有高达75°C的熔点。使用可容易得到的装置，3D打印可控制至25.4μπι的精确度并且可制造254μπι的最小特征尺寸；适当的3D打印机包括Solidscape Inc.，Merrimack，NH售卖的SOLIDSCAPET76Plus设备和3D Systmes, Inc., Rock Hill，SC售卖的Pro Jet 3500系列设备。支承块本身可被打印或可代替地以具有凹处块的形式模塑，该凹处的底面接收沉积蜡。
[0038]用于蜡管模具的可选的平滑技术使用微机电系统(MEMS)方法。首先，将光刻胶如SU-8旋涂在打印的蜡模具上。光刻胶中的溶剂起到溶解掉任何缺陷的作用，而刻胶本身有助于填充蜡模具中的表面台阶。可能需要数次反复旋涂，以实现最终期望的表面抛光。然后在模具上烘烤刻胶，以使溶剂蒸发并且使刻胶硬化。该步骤在整个模具表面上产生均匀的表面抛光，同时保持管模具的形状和尺寸。
[0039]在具体应用中，可能期望产生稍微更小直径的管。通过增加溶剂组合物、浓度或旋涂时间，可以以控制方式减少蜡管的尺寸，例如，减少5%或10%。这样的方法可有利地将管的尺寸降低至低于蜡打印机的能力的尺寸，同时也使表面平滑。例如，200μπι直径结构可能超出了蜡打印机的范围，蜡打印机产生(例如)230μπι结构，其粗糙表面为1 Ομπι。通过增加光刻胶的接触时间，蜡模具可被平滑并且减小，以获得200μπι直径的目标结构。
[0040]第二步骤解决了沉积之后聚对二甲苯的不透明。在旋涂和烘烤SU-8光刻胶之后，可在光刻胶涂布的模具上喷涂一薄层聚乙烯醇(PVA)溶液。PVA使模具有光泽，使得沉积的聚对二甲苯透明。可能需要数次涂覆PVA溶液，以实现蜡模具上期望的光泽。
[0041]当通过蜡打印机本身不能再次产生或保持要求的尺寸或公差时，平滑处理也可用于蜡模具的另外的尺寸控制。使SU-8光刻胶在烘烤之前保持在模具的表面更长的时间段将减小模具特征的尺寸。这有利于引入小于由使用可用的3D打印技术可实现的最小尺寸的特征。将旋涂期间SU-8光刻胶保留在模具上的时间从10秒增加至20秒使来自3D打印的尺寸的特征尺寸减小了 10%_15%。通过调整该旋涂时间，可实现非常精确的尺寸改变和