1. 温度特性：

　　大型龙门三坐标测量机做为一种测量设备，为保持其持续的精度，需要针对安装环境的温度变化进行适当的应对或补偿，这其中，构成大型龙门三坐标测量机各主要部件材料的刚性和温度特性就成为一项非常重要的指标。

　　评定材料的温度特性，我们主要从热膨胀系数、热导率、热膨胀系数/热导率比三个主要参数进行分析，下表通过三坐标常用的几种材料，包括航空异性碳素钢、铝合金、陶瓷与花岗岩说明各参数之间的相互关系：

　　通过以上材料温度特性和相关的说明，我们不难看出:

　　对于通用型三坐标测量机，机器需要在相对宽松的温度条件下保持较高的精度(基本要求在正负2度，但很多机器可以工作在更宽的温度环境中)。这种情况下，往往温度的变化带来的影响(通过局部和累积变形)远大于材料均匀膨胀所带来的影响。材料热膨胀系数带来的膨胀基本可以被温度补偿技术很有效地补偿，但局部和累积的材料变形的补偿是非常困难并难以精确补偿的。因此对通用型三坐标，在确保膨胀系数/热导比的前提下，加之后面我们要讨论到的运行特性和工艺特性，铝合金和碳素钢是目前业界三坐标测量机所能经济使用的最好的材料，铝合金由于刚性差多用于较小行程的三坐标测量机，而对于大型龙门测量机跨距大，行程长;碳素钢材料是大型龙门测量机的首选。

　　2. 运动特性：

　　不断致力于提高效率是现代制造业的一个最为显著的特征，同时测量系统被广泛应用在车间现场，要求更快的为制造流程提供实时的测量反馈，因此，测量系统的运动性能不仅能够通过提供更加平稳顺畅的运动特性而提升测量的精度和重复性，同时还可以提供更高的测量速度和效率。测量系统的运动特性是在精度之外另外一项需要关注的指标。

　　材料密度和刚性(弹性模量MPa)是反映测量系统运动特性的两项重要指标)，下表列出了三坐标使用的主要材料相关指标与分析：

　　根据上述分析，我们可以得出以下结论:

　　刚性是大型龙门测量机参考材料特性的最重要指标，因为材料的静态变形和动态变形已经成为大型坐标测量机厂商的标准手段。由于大型龙门测量机跨距大，所产生的刚性-变形情况最为复杂的，不便采用刚性差和密度较低的材料。

　　对于通用型三坐标，在用户利益最大化的设计思路指导下，机器需要在保证较高精度的同时追求更高效率。 因此在材料的选择上应当在较高刚性/密度比的前提下，更多地侧重于材料的轻密度，并通过优化结构设计来减小运动部分的质量。在这种情况下，碳素钢和铝合金的优势又更明显地体现出来。这也是为什么同样精度的机器，一些公司的机器可以更高效率运行，另一些公司却只能缓慢测量。效率低意味着要投入更多的资金购买测量设备并付出更多的人工和更长的资源占用时间。

　　对于大型龙门测量机的选材刚性尤为重要，因此在材料选择上往往在较高的刚性/密度比的前提下，更多地侧重于材料本身的刚性，或通过增加材料的尺寸来提高整体刚性。

　　3. 材料的制造工艺性和弹性：

　　随着坐标三坐标的需求量的日益扩大，要求三坐标的制造和生产从原来的单件生产模式转化为更具效率的批量生产，从而产品的品质更加稳定、制造效率更高，从而为客户提供具有更好性价比的测量产品。在这种背景下，三坐标主要部件材料的制造工艺性成为三坐标厂商需要重点考虑的指标。

　　航空碳素钢是大型龙门三坐标极佳的材料：

　　一般来说，除非部分核心设计或制造技术无法突破或缺乏加工手段(在合理成本下)，否则龙门三坐标的设计师应当在综合平衡其他材料特性后选用制造工艺性更好的材料。

　　航空异性碳素钢是一种很好的综合性能材料并且具有非常好的制造工艺性，是大型龙门三坐标的极佳材料。但一些实力比较弱或者技术相对落后的三坐标厂商并没有掌握大尺寸碳素钢结构横梁的材料成型与高精度加工技术，从而不得不放弃采用碳素钢材料或只能局部使用。实际上，因为大型龙门三坐标测量机使用航天碳素钢材料具有显著优点，有许多声称使用其他材料的厂商实际上还是在自身技术能力所及的地方使用航空碳素钢和铝合金，如：Z轴，滑架，左右腿等(这些零件的制造加工技术比起横梁来相对容易);技术落后的厂商甚至连铝合金Z轴的制造技术都无法突破。

　　在以上综合分析大型龙门三坐标上主要采用的材料(碳素钢、铝合金、陶瓷、花岗石)在温度特性、动态特性以及工艺特性的方面的相关参数的基础上，考虑到大型龙门三坐标当今制造业中的使用特点、使用环境、精度以及效率要求，我们不难看出：

　　1. 大型龙门型测量机和通用型：

　　此类三坐标在保证较高精度的情况下，对测量的稳定性和效率也有较高的要求，其所在的工作环境一般。综合而言，碳素钢是设计此类三坐标非常理想的材料。

　　在确保材料的刚性/密度比的同时，碳素钢对于大龙门测量机有较好的刚性，保证架构不易变形和扭曲，从而保证精度的稳定和使用寿命。