Die Körper der spanabhebenden Werkzeugmaschinen bestehen aus Gusseisen oder Stahl. Die meisten Metallschneidemaschinen bestehen aus Gusseisen. Aber nicht, weil es das beste Material für diesen Zweck ist, was die Steifigkeit betrifft, die man beispielsweise aus 1 kg Material erhält.
Das bisher beste Material ist Granit, aus dem die Karosserien der besten Maschinen hergestellt werden. Es ist sehr steif, hat eine vernachlässigbare Wärmeausdehnung, „fließt“ bei Dauerbelastung nicht, ist aber mühsam in der Verarbeitung, weshalb nur wenige Maschinen auf seiner Basis gebaut werden.
Der einzige Vorteil von Gusseisen besteht darin, dass es sich leicht formen lässt. Es verfügt über hervorragende Gusseigenschaften und ist gut bearbeitbar. Leider ist Gusseisen viel schwächer und weniger steif als Stahl. Damit Körper aus Gusseisen und Stahl ähnlicher Größe und Konstruktion eine ähnliche Steifigkeit aufweisen, muss das Gewicht des Gusskörpers mehr als doppelt so hoch sein.
Denn während die Kompressibilität von Stahl und Gusseisen ähnlich ist, ist die Dehnbarkeit von Grauguss, aus dem Maschinen am häufigsten gegossen werden, fast dreimal größer als die von Stahl. Das heißt, wenn man bei Gusseisen die gleiche Zugkraft anwendet, ergibt sich eine dreimal größere Dehnung als bei Stahl.
Darüber hinaus dauert der Alterungsprozess der bei Gusseisen unter natürlichen Bedingungen auftretenden Gussspannungen sogar mehrere Jahre und ist durch zusätzliche Wärmebehandlungen zu verkürzen. Darüber hinaus neigt Gusseisen zum „Fließen“, d. h. unter Dauerbelastung kann es sich um ein Vielfaches stärker verformen als in einer analogen Situation eine Stahlkonstruktion.
Die Herstellungszeit eines Maschinenkörpers aus Stahl ist um ein Vielfaches länger als bei Gusseisen (d. h. teurer) und dies ist der Hauptgrund dafür, dass Werkzeugmaschinen häufiger Körper aus Gusseisen haben als solche aus Stahl.
Ist es besser, Vibrationen zu dämpfen oder nicht? Wir fertigen auch Maschinen aus Gusseisen, die zwar mehr als doppelt so schwer sind, aber nicht viel steifer als solche aus Stahl. Ein Beispiel ist die hervorragende Werkzeugmaschine der deutschen Firma Chiron, die aus Stahl gefertigt ist. Die Maschine wiegt etwa 10 Tonnen und ist deutlich steifer als andere Bearbeitungszentren aus Gusseisen.
Die Herstellung einer Stahlkonstruktion dauert deutlich länger als die von Gusseisen, das in geglühtem Zustand aus der Gießerei geliefert wird und nur noch die Kontaktflächen bearbeitet werden müssen. Diese Behandlung dauert weniger als 8 Stunden. Andererseits beträgt die Zeit für die Herstellung und Bearbeitung der Stahlkonstruktion bis zu einer Woche. Darüber hinaus sind Stahlkarosserien aufgrund der von uns verwendeten Qualitätsstähle teurer als analoge aus Gusseisen. Sie haben jedoch den unbestreitbaren Vorteil, dass sich die Größe und Abmessungen von Stahlteilen je nach Bedarf ändern können, während die Herstellung von Gussmodellen für einzelne Teile wirtschaftlich nicht gerechtfertigt ist.
„Aus Stahlwerkstoffen geschweißte Maschinenkörper zeichnen sich durch eine höhere Steifigkeit aus als Gusseisenkörper“ – Grundlagen des Maschinenbaus Band 2, Sammelwerk, Wydawnictwa Naukowo-Techniczne 1999
„Geschweißte Körper … ermöglichen eine Erhöhung der statischen Steifigkeit bei geringerem Materialverbrauch … Eine Verbesserung der Fähigkeit zur Schwingungsdämpfung von geschweißten Körpern kann durch Behandlungen wie Wandrippen erreicht werden …“ – Metallschneidemaschinen, Lucjan T. Wrotny, Wydawnictwa Wissenschaftlich und Technik 1 979.
