Vakuuma pārklājuma tehnoloģija ir parādījusies salīdzinoši nesen. Starptautiskajā arēnā CVD (ķīmiskā tvaiku nogulsnēšanās) tehnoloģija tika pielietota cieto sakausējumu griezējinstrumentiem pagājušā gadsimta 60. gados. Tomēr agrīnās izstrādes laikā šī tehnoloģija saskārās ar daudziem šķēršļiem. Tam bija jādarbojas augstas-temperatūras vidē (ar procesa temperatūru virs 1000ºC), un tam bija ierobežots pārklājumu klāsts, kas ievērojami ierobežoja tā attīstības potenciālu.
Līdz 1970. gadu beigām parādījās PVD (fiziskā tvaiku pārklāšanas) tehnoloģija, kas pavēra daudzsološu jaunu telpu vakuuma pārklājuma jomā. Tikai dažas desmitgades pēc tam PVD pārklājuma tehnoloģija strauji attīstījās.
Mūsdienās vakuuma pārklāšanas tehnoloģiju jomā ir parādījušās jaunas tehnoloģijas, piemēram, PCVD (fizikālā ķīmiskā tvaiku pārklāšana) un MT-CVD (vidēja-temperatūras ķīmiskā tvaiku pārklāšana). Nepārtraukti parādās dažādas pārklāšanas iekārtas un procesi, kas piedāvā pārtikušu un daudzveidīgu ainu.
Nākotnē instrumentu pārklāšanas tehnoloģijas attīstības tendences ietvers šādus punktus:
(I) Pārklājuma komponentu dažādība un sarežģītība
a. Pirmās paaudzes PVD pārklājumi galvenokārt sastāvēja no TiN. Pamatojoties uz to, secīgi tika izstrādāti dažādi atsevišķi metāla pārklājumi, piemēram, TiC, TiCN, ZrN, CrN, WC. Turpinot attīstīt PVD nogulsnēšanas tehnoloģiju, pārklājumiem tika pievienots alumīnijs, un parādījās daudzkomponentu metālu sakausējumu pārklājumi, piemēram, TiAIN un TiAICN. To nodilumizturība un sarkanā cietība ir ievērojami uzlabojusies salīdzinājumā ar vienmetāla-pārklājumiem, ļaujot tos izmantot lielākiem griešanas ātrumiem, piemēram, līdz 150 m/min velmēšanas griezumos.
b. Vēlāk kļuva par tendenci uz instrumenta slāni pa slānim uzklāt vairākus dažādu veidu pārklājumus, lai izmantotu katra pārklājuma priekšrocības. Piemēram, tika izmantotas TiN + TiCN + TiN, TiN + TiALN, TiAIN + WC/C uc kombinācijas.
c. Pēdējos gados PVD pārklājumu tehnoloģija ir spērusi vēl vienu nozīmīgu soli uz priekšu. Vairāki pārklājumu uzņēmumi ārvalstīs ir veiksmīgi izstrādājuši impulsa pārklājuma tehnoloģiju un sākuši to lietot. Piemēram, P3E (Pulse Enhanced Electron Emission) tehnoloģija no Balzers Šveicē un HIP_ (High Ion Impulse) tehnoloģija no Cemecon Vācijā. Šīs divas jaunās tehnoloģijas izmanto impulsa elektronus, lai aktivizētu mērķa materiāla loka iztvaikošanu. Pateicoties šim procesam, kas darbojas skābekļa atmosfērā, teorētiski šī tehnoloģija var nogulsnēt jebkuru metāla oksīdu (piemēram, Al2O3, ZrO2, Cr2O3, Ta2O5 utt.) un tā savienojumu pārklājumus. Šobrīd Al2O3 pārklājums ir nonācis praktiskā izmēģinājuma stadijā, un tiek uzskatīts, ka tas tiks plaši izmantots tuvākajā nākotnē.
(II) Pārklājumu pielietojuma izstrāde kļūst mērķtiecīgāka
Lai atbilstu dažādām pielietojuma prasībām, pārklājumu izstrāde un dizains ir kļuvis arvien mērķtiecīgāks. Atbilstoši dažādu pielietojuma jomu, piemēram, urbšanas, frēzēšanas, sausās velmēšanas griešanas, štancēšanas un dziļās vilkšanas, īpašībām un prasībām ir izstrādāti pārklājumi ar relatīvām priekšrocībām šajos aspektos. Ar nepārtrauktiem centieniem un eksperimentiem ir gūti panākumi noteiktās jomās, piemēram, TiX (Al:Ti=2:1) pārklājumu uzklāšanā frēzēšanai, AICrN pārklājumu uzklāšanai ātrgaitas-sausās velmēšanas griešanai, CrN + TISIN kompozītmateriālu pārklājumu uzklāšanai urbšanā un TIN + TCX kompozītmateriālu pārklājumos. To kalpošanas laiks ir ievērojami labāks nekā citiem pārklājumiem. Turklāt jau ir plaši izmantoti dažādi mērķpārklājumi ar tādām funkcijām kā izturība pret koroziju (Crx pārklājumi), "pašeeļļošana (WC/C pārklājumi), mīksto materiālu apstrāde (MoS2 pārklājumi) un cieto materiālu apstrāde (CBN, dimanta pārklājumi)". Lai gan šie pārklājumi ir bijuši ļoti veiksmīgi savās jomās, nepārtraukti attīstoties PVD pārklājumu tehnoloģijai, nepārtraukti tiks izstrādāti jauni, mērķtiecīgāki pārklājumi, lai aizstātu šos esošos pārklājumus.
(III) Pārklājumu nogulsnēšanās daļiņas mēdz būt nanometrizētas
Attīstoties nanotehnoloģijai un pārklāšanas tehnoloģijai, nanometru{0}}pārklājuma griešanas instrumenti ir piesaistījuši lielu pētnieku un PVD pārklājumu pakalpojumu uzņēmumu uzmanību. Pārklājuma nogulsnēšanas daļiņu nanometrizācija var uzlabot savienojuma stiprību starp pārklājumu un substrātu, kā arī starp dažādiem slāņiem, kā arī var samazināt pārklājuma virsmas raupjumu. Pašlaik lielākajā daļā pārklājumu nogulsnēšanās daļiņas joprojām ir salīdzinoši lielas. Lai gan ir daži pārklājumi, ko sauc par nano-līmeni, uz pārklājuma gala virsmas joprojām var atrast lielas daļiņas, un pārklājuma virsma joprojām ir samērā raupja. Pārklājuma nogulsnēšanas daļiņu izmēra samazināšana, vienlaikus saglabājot procesa stabilitāti, lai izvairītos no lielu neparastu daļiņu parādīšanās, kļūs par svarīgu pārklājumu izstrādes virzienu, jo īpaši spoguļu virsmu lietojumos. Lai gan daži uzņēmumi ir izstrādājuši spoguļu virsmu pārklājumus, to kvalitāte un stabilitāte ir slikta, un process ir arī salīdzinoši sarežģīts. Nākotnē pārklājumu pētniecībā un izstrādē pārklājuma daļiņu nanometrizācija un pārklājumu starpslāņu biezuma nanometrēšana būs galvenie attīstības virzieni, kam ir liela nozīme pārklājumu visaptverošās veiktspējas uzlabošanā un starpslāņu spriedzes samazināšanā, kā arī vēl vairāk uzlabos spoguļa virsmas gludumu, tādējādi vēl vairāk paplašinot pārklājumu pielietojumu precīzās formēšanas nozarē.
(IV) Pārklājumu procesa temperatūra kļūst zemāka
No aptuveni 1000 grādu nogulsnēšanas temperatūras vispārējiem CVD pārklājumiem līdz aptuveni 500 grādiem PVD un PECVD pārklājumiem pārklājumu nogulsnēšanās temperatūra ir samazinājusies, tādējādi paplašinot pārklājumu pielietojuma diapazonu. Tomēr aptuveni 500 grādu nogulsnēšanas temperatūra joprojām nelabvēlīgi ietekmē pārklājuma sagatavi, piemēram, izraisa sagataves deformāciju un pamatnes cietības samazināšanos. Tāpēc ir jāierosina īpašas prasības pārklājuma sagataves iepriekšējai uzsildīšanai, piemēram, sagataves aizmugurējā sildīšanas temperatūra nedrīkst būt zemāka par pārklājuma temperatūru. Pārklājumi ar zemāku temperatūru, piemēram, tādi, kuru pārklājuma temperatūra ir zem 200 grādiem, novērsīs šos ierobežojumus, ļaujot izmantot plašāku materiālu klāstu pārklājuma lietojumiem, elastīgāku priekšsildīšanas izvēli un daudzpusīgāku dažādu virsmu modifikācijas tehnoloģiju pielietojumu. Tajā pašā laikā zemas temperatūras-pārklājumu uzklāšana samazinās pārklājuma iekārtu enerģijas patēriņu, radot zināmu vides aizsardzības efektu enerģijas taupīšanā. Turklāt pārklājuma temperatūras samazināšana ļauj saīsināt sildīšanas un dzesēšanas laiku, saīsinot pārklājumu piegādes ciklu un uzlabojot efektivitāti. Tāpēc zemas temperatūras pārklājumi ievērojami veicinās pārklājumu uzklāšanu un popularizēšanu, kā arī kļūs par svarīgu virzienu PVD pārklājumu attīstībā.
