等離子切割技術發(fā)展歷程
等離子切割技術是實現(xiàn)精確切割與成型的一種重要手段，對等離子切割技術的發(fā)展源自二戰(zhàn)之前，那時候等離子切割機就已經在市場上有了較為廣泛的應用，整個等離子切割技術的發(fā)展得益于當時現(xiàn)代工業(yè)的快速發(fā)展，特別是對重型金屬以及合金進行加工行業(yè)的要求。眾所周知，日常活動所必需的工具及運輸載體的制造都離不開金屬。例如，起重機、汽車、摩天大樓、機器人以及懸索橋都是由精確加工成型的金屬零部件構成的。原因很簡單：金屬材料非常堅固和耐久。對于大多數(shù)制造而言，特別是在滿足大型和/或堅固性方面，金屬材料自然成為合理的選擇。
有趣的是金屬材料的堅固性同時也是它的缺點：由于金屬非常不容易損壞，那么要將其加工成特定的形狀就非常困難。當人們需要加工一個大小和強度與飛機機翼一樣的部件時，如何實現(xiàn)精確的切割與成型呢？絕大多數(shù)情況下，這都需要求助于等離子切割機。
理論上講，一臺等離子切割機的原理非常簡單。它是通過操控現(xiàn)知宇宙中最普遍的物質形態(tài)之一進行加工的。
二戰(zhàn)中，美國的工廠生產裝甲、武器和飛機的速度比軸心國快5倍。這些都多虧了私營工業(yè)在大規(guī)模生產領域所做的巨大革新。
如何更有效的切割和連接飛機的部件就引發(fā)了其中一部分技術革新。許多生產軍用飛機的工廠采用了一種新的焊接方法，該方法涉及到惰性氣體保護焊的使用。突破性的發(fā)現(xiàn)在于通過電流電解的氣體可以在焊接點附近形成一道屏障，以防止氧化。該新方法使得焊縫更加整齊，連接結構的強度更堅固。
二十世紀六十年代初，工程師們又有了新的發(fā)現(xiàn)。他們發(fā)現(xiàn)加快氣流速度和縮小氣孔有助于提高焊接溫度。新的系統(tǒng)可以得到比任何商用焊機更高的溫度。事實上，在這樣的高溫下，此工具并不再起到焊接的作用。相反，它更像是一把鋸，切割堅韌的金屬如同熱刀切黃油一般。
等離子電弧的引入革命性地提高了切具的速度、準確性以及切割種類，并且可應用于各種金屬。下一節(jié)，我們將介紹該系統(tǒng)背后的科學原理。等離子切割機可以很容易地穿透金屬還要歸功于等離子狀態(tài)的獨特性質。那么什么是等離子狀態(tài)呢？
世界上的物質一共有四種狀態(tài)。在我們日常生活中所接觸的物質大多是固態(tài)、液態(tài)或是氣態(tài)的。物質的狀態(tài)由物質分子間的相互作用決定。以水為例：
固態(tài)的水就是冰。冰是由電中性的原子按六角晶格排列而成的固體。由于分子間的相互作用穩(wěn)定，因此呈保持形狀的固態(tài)。
液態(tài)的水就是可以飲用的狀態(tài)。分子之間仍然保持著作用力，但相互之間以緩慢的速度移動。液體有固定的體積，但沒有固定的形狀。液體的形狀根據(jù)盛其器皿的形狀改變而改變。
氣態(tài)的水則為水蒸氣。水蒸氣中，分子高速運動，相互之間沒有聯(lián)系。由于分子之間沒有作用力，因此氣體沒有固定的形狀和體積。
當氣體達到極高溫度時，就進入了等離子態(tài)。能量開始使分子與分子之間徹底分離，原子開始結合。通常的原子由原子核（參見原子理論）中的質子和中子，以及包圍在原子核周圍的電子組成。等離子態(tài)時，電子從原子中分離出來。一旦熱能使電子脫離了原子，電子就開始了高速的運動。電子帶負電，剩下的原子核帶正電。這些帶正電的原子核就稱為離子。
當高速運動的電子撞擊到其他的電子或是離子時，將釋放出巨大的能量。正是這些能量使等離子態(tài)有著特殊的性質，從而有了令人難以置信的切割能力。
等離子態(tài)常識宇宙中幾乎99%的物質是等離子態(tài)。由于其極高的溫度，在地球上并不常見；但在類似太陽這樣的天體上是非常常見的。地球上，閃電中具有這種狀態(tài)。等離子切割機并不是唯一一種操控等離子能量的裝置。霓虹燈、熒光燈和等離子顯示器等等，都是依靠等離子狀態(tài)工作的。這些裝置應用的是“冷態(tài)”的等離子態(tài)。盡管冷態(tài)的等離子態(tài)不能用于切割金屬，但仍然有相當多應用。
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