Abstract The present work applied a high speed ball-end micromilling process for fabrication of micro-textured surfaces with different configurations such as parallel micro-dimple, staggered micro-dimple and micro grid, in order to enhance the wettability of Ti-6Al-4V. Advancing and receding angles of both untextured and micro-textured surfaces were measured using nano-scale ultrapure deionized water droplet. These angles were further utilized to predict Young’s equilibrium contact angles to compare the wettability among different surfaces. Effects of different configurations, geometry variations (pitch, depth and diameter) and machining zone overlapping on equilibrium contact angle were investigated. Results indicate that all configurations of micro-textures enhance the wettability due to increase of roughness factor and area surface roughness. Further, machining zone overlapping influences the surface topography of micro-textures and plays a vital role in wettability enhancement. Among different configurations, micro grid texture with low pitch and high depth produces best wettability due to higher overlapping of the machining zone which produces unique pyramidal surface configuration. The pyramidal structure provides ease in droplet flow by providing larger interface area to occupy same drop volume that has also been confirmed by the drop shape analysis (drop radius and height). Further, stable contact angles were observed over time as chemical composition remained unchanged before and after micro-texture fabrication using ball-end micromilling.

中文翻译：

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使用球端微铣削制造微纹理表面以增强 Ti-6Al-4V 的润湿性

摘要 本工作采用高速球端微铣削工艺制备具有不同配置的微纹理表面，如平行微凹坑、交错微凹坑和微网格，以提高 Ti-6Al-4V 的润湿性。 . 使用纳米级超纯去离子水滴测量无纹理和微纹理表面的前进和后退角。这些角度进一步用于预测杨氏平衡接触角，以比较不同表面之间的润湿性。研究了不同配置、几何变化（节距、深度和直径）和加工区重叠对平衡接触角的影响。结果表明，由于粗糙度因子和区域表面粗糙度的增加，微纹理的所有配置都增强了润湿性。此外，加工区重叠影响微纹理的表面形貌，并在润湿性增强方面起着至关重要的作用。在不同的配置中，低节距和高深度的微网格纹理由于加工区重叠度较高而产生最佳的润湿性，从而产生独特的金字塔形表面配置。金字塔结构通过提供更大的界面面积来占据相同的液滴体积，从而使液滴流动更容易，液滴形状分析（液滴半径和高度）也证实了这一点。此外，随着时间的推移观察到稳定的接触角，因为在使用球端微铣削制造微纹理之前和之后，化学成分保持不变。在不同的配置中，低节距和高深度的微网格纹理由于加工区重叠度较高而产生最佳的润湿性，从而产生独特的金字塔形表面配置。金字塔结构通过提供更大的界面面积来占据相同的液滴体积，从而使液滴流动更容易，液滴形状分析（液滴半径和高度）也证实了这一点。此外，随着时间的推移观察到稳定的接触角，因为在使用球端微铣削制造微纹理之前和之后，化学成分保持不变。在不同的配置中，低节距和高深度的微网格纹理由于加工区重叠度较高而产生最佳的润湿性，从而产生独特的金字塔表面配置。金字塔结构通过提供更大的界面面积来占据相同的液滴体积，从而使液滴流动更容易，液滴形状分析（液滴半径和高度）也证实了这一点。此外，随着时间的推移观察到稳定的接触角，因为在使用球端微铣削制造微纹理之前和之后，化学成分保持不变。金字塔结构通过提供更大的界面面积来占据相同的液滴体积，从而使液滴流动更容易，液滴形状分析（液滴半径和高度）也证实了这一点。此外，随着时间的推移观察到稳定的接触角，因为在使用球端微铣削制造微纹理之前和之后，化学成分保持不变。金字塔结构通过提供更大的界面面积来占据相同的液滴体积，从而使液滴流动更容易，液滴形状分析（液滴半径和高度）也证实了这一点。此外，随着时间的推移观察到稳定的接触角，因为在使用球端微铣削制造微纹理之前和之后，化学成分保持不变。