成果案例推广：三自由度混联驱动式薄膜真空溅射平台成果推广与应用
本项目依托陕西咸阳渭城区2024年度重点研发计划项目“耐高温钨铝合金掺杂金属陶瓷光热涂层的制备关键技术研究”（编号：2024VCZY-005，项目主持人：陕西工业职业技术大学航空工程学院王伟博士）研制出三自由度混联驱动型薄膜真空溅射平台，通过零偏心三轴协同控制、全自动变角度镀膜等核心技术，直指产业问题，为下游新兴产业链自主可控提供底层技术保障，未来随着成果技术的进一步突破，为服务区域产业发展发挥着重要作用，成为渭城区科技计划项目支撑产业创新、服务区域经济的生动范例。
一、成果概况及解决的关键问题
1. 成果概况
一种混联驱动式薄膜可变角溅射平台，创新设计Y字型（中字型）混联传动架、屈臂（平行臂）摇摆传动控制组件以及公转、自转、倾角电机驱动组件，实现了真空和高温环境下对工件在0~90°倾角范围进行公转、自转、摆动三个自由度的独立、联动、连续变位的自动化控制，且工件旋转中心与设备中心轴线重合（无偏心距离），设计0~700 ℃范围内的加热和温控功能、应急动力切断和急停保护功能，可以应用于复杂几何形状、异形表面的可变角度溅射工艺要求。
2. 解决的关键问题
（1）解决传统溅射系统中样品台的公转、自转、倾角运动缺乏独立受控、倾角范围小、不能连续可变角控制的问题；
（2）解决传统样品台进行倾角调整时，样品台表面中心与样品台倾斜运动轴线存在一定偏心距，导致工件表面中心朝向靶材中心时存在一定距离偏差，造成沉积效率差和膜厚均匀性不足的问题。
二、成果转化的创新做法
真空镀膜设备作为一项关键的高新技术设备，以其高性价比、低污染的优势成为了表面处理行业的主流技术，正逐步成为提升产品质量、增强材料性能的重要工具。我国已经成为全球真空镀膜大国，覆盖产品品种超过 80%，广泛应用于电子、光学、航空航天、新能源、医疗器械等多个领域，是平板显示、触控面板、光伏电池、装饰面板、新能源汽车、集成电路等下游产品中重要原材料的关键生产设备。
针对传统镀膜设备的公转、自转、倾角运动缺乏独立受控、不能连续多方位、连续变位控制的问题，王伟副教授带领团队研发了屈臂或平行臂控制传动组件，通过与多组独立驱动的传递机构整合，成功研制了屈臂式和平行臂式两套混联驱动型真空镀膜平台，得到行业内高度评价和认可。目前沈阳鹏程真空、智诚真空、陕西创科能源装备等企业正在配合进行技术验证中。团队研发的屈臂式混联驱动型镀膜设备在鹏程真空的2款产品得到应用，产生经济效益260万元。该设备不仅增强了下游平板显示、集成电路、新能源等新兴产业的原材料及零部件的供应和配套能力，赋予下游新兴产业发展的新动能。
（a）平行臂式混联驱动平台
（b）屈臂式混联驱动平台
三、成果转化收益及主要成效
沈阳鹏程真空技术有限责任公司与王伟副教授团队就屈臂式混联驱动型薄膜掠射角溅射平台的研发与应用开展了相关业务合作，签订了一项发明专利实施许可合同，许可方式为普通许可。本次合作的混联驱动真空镀膜平台是表面处理行业内主流设备，正逐步成为提升产品质量、增强材料性能的重要工具，该设备可以使工件可以在0~90°范围内进行公转、自转、倾角三个自由度单个独立、空间任意联动的自动控制，解决复杂异形工件镀膜存在视线盲区、边缘和中心成膜均匀性差、工件倾角不能自由协同控制的难题。项目合作开展的三自由度混联驱动镀膜平台已应用于沈阳鹏程真空、智诚真空、创一真空等磁控溅射镀膜产品上，各项参数符合企业镀膜标准，有效提升了公司产品智能化和生产工艺水平，累计产生经济效益630万元。
四、成果应用领域及推广
本项目相关技术产品自动化程度高，结构可靠性高，易于维护，薄膜均匀性高，能够解决复杂异形工件的镀膜难题，广泛应用于复杂工件的多方位、多角度的连续溅射工艺要求，同时通过紧急制动模块确保了镀膜设备的运行安全，在未来真空溅射镀膜技术领域具有重要现实意义，本产品也是平板显示、触控面板、动力电池、半导体等下游产品中重要原材料的关键生产设备。
目前本项目技术涉及的“平行臂传动机构、Y字型实验台中枢传动轴、屈臂式传动机构、中字型混合传动架”技术，在全自动一体化磁控溅射、双室真空镀膜系统、机械臂末端执行机构、防飞溅展开结构等方面，与沈阳鹏程真空、智诚真空、陕西创科能源装备等公司进行了技术应用合作，产品技术得到了客户的认可与试用。 成果技术具有非常高的通用性，未来会向自适应光学系统、机器人、机械臂、医疗康复设备方向布局发展，未来进一步扩大技术实施效果。
