激光前向转印液滴碰壁的仿真与试验研究

激光诱导前向转印(LIFT)是一种应用广泛的微加工技术,目前逐渐成为微细加工的研究热点之一。本文采用水平集方法,建立了激光前向转印过程中液滴撞击固体壁面的数值模型,探究了壁面湿润性和液滴初始速度对熔融金属液滴撞击壁面后铺展形貌的影响。结果表明:接触角越大,液滴撞击壁面越容易发生回缩破碎,液滴回弹的可能性越大;随着初始速度的提升,液滴的最大铺展面积逐渐增大,液滴铺展时间逐渐增长。在试验中通过施加不同强度的激光能量获得不同初始速度的液滴,将液滴沉积点尺寸与仿真液滴铺展尺寸进行对比,发现两者具有较好的一致性,因此可以通过建立的仿真模型对激光转印液滴的沉积尺寸进行预测。