دليل شامل لمواد التشغيل بالكمبيوتر: اختيار الخيار الأفضل لمشروعك

العوامل الرئيسية في اختيار مواد التصنيع باستخدام الحاسب الآلي

المعايير الأساسية لاختيار المواد في التصنيع باستخدام الحاسب الآلي

عندما يتعلق الأمر باختيار المواد لمكونات صغيرة يتم تصنيعها باستخدام الحاسب الآلي، فإن العملية تبدأ فعليًا بالنظر إلى الوظيفة المطلوبة من القطعة والبيئة التي ستعمل فيها. وتأخذ قابلية التشغيل أهمية كبيرة أيضًا، أي ببساطة مدى سهولة أو صعوبة قطع المادة دون استهلاك الأدوات بشكل أسرع من المتوقع. يعلم معظم المهندسين ذلك من خلال الخبرة، ولكن تشير بعض الإحصائيات إلى أن نحو ثمانية من كل عشر حالات فشل في النماذج الأولية تحدث بسبب اختيار مادة غير مناسبة للعمل، سواء كانت المشكلة متعلقة بالتوصيل الكهربائي أو بدخول الرطوبة إلى المناطق الحساسة. ويؤدي الاختيار الصحيح في البداية إلى توفير الوقت والمال على المدى الطويل.

• تحديد احتياجات التحمل والدرجات الحرارية التشغيلية
• تقييم مخاطر التعرض للمواد الكيميائية في البيئات الصناعية
• مقارنة تكاليف المواد الخام مقابل وفورات وقت التشغيل

الخصائص الميكانيكية: القوة، الصلابة، ومقاومة البلى

عند العمل مع ماكينات التحكم العددي بالحاسوب (CNC) لإنتاج الأجزاء الصغيرة، تصبح عملية اختيار المواد مهمة جدًا لأننا نحتاج إلى مادة تتحمل الإجهاد مع الحفاظ على خصائص سطحية جيدة. فعلى سبيل المثال، يوفر الألومنيوم 6061 قوة خضوع تبلغ حوالي 124 ميجا باسكال، لكن وزنه أقل بنسبة 30 في المئة تقريبًا من الفولاذ المقاوم للصدأ 304، مما يُحدث فرقًا كبيرًا عند التعامل مع المكونات المعقدة. إن صلادة المواد المقاسة بمقياس روكويل C لها تأثير كبير على عمر أداة القطع. فقد يؤدي تشغيل الفولاذ المقوى الذي يبلغ تقييمه HRC 50+ إلى تقليل عمر القاطعة الانتهائي النافع بنحو الثلثين مقارنةً بسبائك النحاس الأصفر. وهناك اتجاه مثير للاهتمام يحدث حاليًا يتمثل في الانتقال نحو البلاستيك المقاوم للتآكل مثل PEEK في التطبيقات التي تتلامس فيها الأجزاء مع بعضها البعض. وتُمكن هذه المواد من التحكم في مستويات الاحتكاك بين 0.3 و0.5 دون الحاجة إلى أي نوع من التشحيم، ما يجعلها بديلاً جذابًا في بعض سيناريوهات التصنيع.

متطلبات الإجهاد والحمل والتسامح البُعدي للأجزاء الصغيرة المصنوعة بالقطع باستخدام التحكم العددي الحاسوبي (CNC)

عندما يتعلق الأمر بالتربيسات عالية الدقة وهذه المثبتات الصغيرة ولكن الحيوية المستخدمة في صناعة الطيران والفضاء، فإن المواد يجب أن تظل ضمن حدود أبعاد ضيقة للغاية، أي ما يقل عن 0.01٪ من التباين عند تحملها للوزن فعليًا. خذ على سبيل المثال التيتانيوم الدرجة 5. هذه المادة تحافظ بشكل ملحوظ على شكلها، وتتمسك بتحملات ±0.025 مم حتى عندما تصل درجات الحرارة إلى 400°م، ولهذا السبب يُفضلها المهندسون في مكونات التوربينات حيث تكون الحرارة شديدة جدًا. كما يصبح الخلل في القطع الصغيرة المصنوعة من مواد أكثر ليونة واضحًا جدًا. عند مقارنة بلاستيك ABS مع الألومنيوم، يمكن أن ترتفع نقاط الإجهاد في هذه المكونات الصغيرة بنسبة حوالي 40٪، مما يُحدث فرقًا كبيرًا في الأداء مع مرور الوقت. ودعونا نتحدث عن ما يحدث عندما تتعرض الأشياء لهزات متكررة. هنا يكتسب متانة التعب أهمية كبيرة. يتميّز الفولاذ المقاوم للصدأ 316L لأنه يستطيع تحمل نحو عشرة ملايين دورة عند مستويات إجهاد تبلغ حوالي 250 ميجا باسكال قبل أن تظهر عليه علامات التآكل. بالنسبة للمعدات التي يجب أن تدوم عبر حركة مستمرة دون أن تفشل، فإن هذا النوع من المتانة ضروري تمامًا.

الاستقرار الحراري ومخاطر التواء الأجزاء في التشغيل الدقيق

إن طريقة تمدد أو انكماش المواد مع تغيرات درجة الحرارة (عادة بين 6 إلى 24 ميكرومتر لكل متر لكل درجة مئوية) تؤثر فعلاً على دقة تشغيل الأجزاء في البيئات الخاضعة للتحكم. على سبيل المثال، فإن مادة دلرين الأسيتال تنكمش فعليًا بنسبة حوالي 2.3 بالمئة عند تبريدها من 160 درجة مئوية حتى درجة حرارة الغرفة البالغة 20 درجة مئوية، مما يعني أن العاملين في التشغيل يجب أن يعدلوا مسارات القطع وفقًا لذلك. كثير من شركات الفضاء الجوي تعتمد بدلًا من ذلك على سبيكة إنفار 36 لأنها لا تتمدد سوى بحوالي 1.6 ميكرومتر لكل متر لكل درجة مئوية، ما يجعلها مثالية لأدوات القياس الدقيقة حيث يجب أن تبقى الحركة الحرارية أقل من ميكرومتر واحد. وعند النظر إلى الخيارات البلاستيكية، فإن المواد شبه البلورية مثل النايلون 66 تميل إلى التواء أقل بنحو النصف مقارنة بالبلاستيك غير المتبلور مثل البولي كربونات أثناء عمليات الطحن باستخدام التحكم العددي بالحاسوب (CNC)، وهي نقطة تُحدث فرقًا كبيرًا في جودة المنتج النهائي.

المعادن والبلاستيكات الشائعة المستخدمة في التشغيل الآلي باستخدام الحاسب

الألومنيوم، الفولاذ، النحاس الأصفر، والتيتانيوم: التطبيقات والمزايا

عندما يتعلق الأمر بالطحن باستخدام الحاسب العددي (CNC) للأجزاء الخاصة بقطاعي الطيران والسيارات، فإن سبائك الألومنيوم مثل 6061 و7075 تحتل الصدارة لأنها تقدم توازنًا مثاليًا بين القوة والوزن، بالإضافة إلى مقاومتها للتأكل وقدرتها الجيدة على تحمل الحرارة. ويظل الفولاذ المقاوم للصدأ خيارًا شائعًا في البيئات البحرية وبعض مكونات السيارات بفضل متانته الكبيرة ضد التآكل والتلف. ولدى النحاس الأصفر (البرّنز) تطبيقاته الخاصة به أيضًا، لا سيما في الموصلات الكهربائية والأجزاء الدقيقة التي تتطلب توصيلية كهربائية جيدة والحفاظ على أبعاد ثابتة مع مرور الوقت. أما التيتانيوم؟ نعم، قد يكون تكلفته أعلى في البداية، لكن المصانع ما زالت تلجأ إليه في الزراعات الطبية وهياكل الطائرات حيث يجب أن يتحمل المادة ظروفًا قاسية دون أن تتدهور. ووفقًا لبعض الإحصائيات التي رأيتها من أرض الواقع في ورش الإنتاج، فإن طحن الألومنيوم يستغرق تقريبًا نصف الوقت اللازم لمعالجة التيتانيوم، وهو فرق كبير جدًا عندما تزداد أحجام الإنتاج وتبدأ الميزانيات في الانكماش.

البلاستيك الهندسي: الأكريليك، النايلون، بيك، ABS، والمركبات الليفية الكربونية

عندما يتعلق الأمر بالتشغيل باستخدام التحكم العددي الحاسوبي (CNC)، فإن البلاستيك يُقدِّم عدة مزايا، خاصةً عندما تكون هناك حاجة لتوفير الوزن أو الحماية من الصدأ أو العزل الكهربائي. فعلى سبيل المثال، مادة الأكريليك - بولي ميثيل ميثا أكريلات (PMMA) تحديدًا - التي تُستخدم بكفاءة عالية في التطبيقات التي تتطلب وضوح الرؤية، مثل العدسات أو لوحات العرض. ويتميز النايلون بأنه لا يولّد احتكاكًا كبيرًا، وبالتالي يُستخدم بشكل شائع في الأجزاء المتحركة مثل التروس والمحامل. كما يمكن لبعض المواد المتينة أن تتحمل ظروفًا قاسية جدًا. فعلى سبيل المثال، يمكن لبوليمر الـPEEK أن يصمد أمام درجات حرارة تصل إلى حوالي 250 درجة مئوية في البيئات الكيميائية القاسية. أما بالنسبة لأولئك الذين يحتاجون إلى صلابة استثنائية تشبه ما نراه في تصنيع الطائرات، فإن المركبات المدعمة بألياف الكربون هي الخيار الأمثل. ولا ننسَ مادة ABS البلاستيكية، فهي تتمتع بمقاومة جيدة للصدمات مع سهولة نسبية في التشغيل، مما يجعلها خيارًا شائعًا لأجزاء الاختبار خلال مراحل التطوير، وكذلك لصناديق الأجهزة الإلكترونية المعروضة حاليًا في المتاجر.

مقارنة القابلية للتشغيل: المعادن مقابل البلاستيك للأجزاء الصغيرة باستخدام التحكم العددي بالحاسوب

من الأسهل بكثير تشكيل الألومنيوم والنحاس مقارنةً بالصلب، حيث يسمح ذلك أحيانًا بسرعات تصل إلى ثلاثة أضعاف السرعة مع استمرار الأدوات لفترة أطول قبل الحاجة إلى الاستبدال. من ناحية أخرى، تُعدّ مواد مثل التيتانيوم والصلب المقوى تحديات كبيرة لأنها تولّد حرارة أكبر أثناء عمليات القطع. ويضطر العاملون في التشكيل إلى تقليل معدلات التغذية بشكل كبير لمنع التآكل الزائد للأدوات الناتج عن هذه المواد الأقسى. أما بالنسبة للبلاستيك، فإنها عمومًا تُحدث إجهادًا أقل على أدوات القطع، لكن إدارة درجة الحرارة تصبح أمرًا بالغ الأهمية. تبدأ معظم اللدائن الحرارية في الظهور مشاكل عند حوالي 150 درجة مئوية، أي ما يعادل 302 فهرنهايت، عندما تبدأ باللين أو تشوه الشكل. عادةً ما تحتاج الأجزاء المعدنية إلى عمل إضافي بعد التشكيل، مثل إزالة الحواف الخشنة أو تنعيم الحواف، في حين تخرج المكونات البلاستيكية غالبًا من الجهاز ناعمة بالفعل. وهذا يعني أن هناك خطوات إضافية أقل لتشطيب الأجزاء البلاستيكية، مما يوفر الوقت والمال في بيئات الإنتاج.

مقارنة الأداء للمواد المستخدمة في التصنيع باستخدام الحاسب (CNC) حسب الخصائص الميكانيكية والبيئية

نسبة القوة إلى الوزن والكفاءة الهيكلية

عندما يتعلق الأمر بالحصول على أقصى استفادة من حيث القوة مقابل الوزن، فإن سبائك الألومنيوم والتيتانيوم يصعب التغلب عليهما، خاصة في مجالات مثل هندسة الطيران وتصنيع الأجهزة الطبية. فعلى سبيل المثال، يوفر الألومنيوم 6061 ما يقارب 260 ميجا باسكال لكل جرام لكل سنتيمتر مكعب من الكفاءة الهيكلية. وفي الوقت نفسه، يمتلك تيتانيوم الدرجة 5 قوة مشابهة للصلب ولكنه يزن حوالي نصف وزنه، مما يجعله جذابًا للغاية لبعض التطبيقات. تصبح الفائدة الحقيقية واضحة عند العمل مع مكونات صغيرة مثل الدعامات أو وحدات الإسكان، حيث تساعد هذه المواد في تقليل نقاط الإجهاد أثناء عمليات التجميع دون التضحية بأي من الخصائص الميكانيكية المطلوبة للحفاظ على التشغيل السلس.

مقاومة الشد وقوة التحمل عبر المواد الشائعة في التصنيع باستخدام الحاسب (CNC)

توفر درجات الفولاذ المقاوم للصدأ 304 و316 قوى شد تزيد عن 500 ميجا باسكال، مما يجعلها مناسبة لمثبتات السيارات والأجهزة البحرية. كما يدعم مقاومة التيتانيوم الفائقة للتآكل استخدامه في المكونات الصناعية الدوارة. على النقيض، تحتفظ البلاستيكات الهندسية مثل PEEK بنسبة 90٪ من قوتها الشد عند درجة حرارة 250°م، مما يجعلها تتفوق على العديد من المعادن في البيئات ذات الحرارة العالية المستمرة.

المقاومة للتآكل والرطوبة والمواد الكيميائية في البيئات الواقعية

كل من الفولاذ المقاوم للصدأ والتيتانيوم يتمتعان بمتانة عالية عند التعرض لمياه البحر والأحماض، على الرغم من أن التيتانيوم يتفوق بفضل قدرته على مقاومة تآكل التقرحات حتى في أعماق المحيط التي تزيد عن 4000 متر. وفيما يتعلق بمعدات معالجة المواد الكيميائية، فإن المواد مثل PEEK وPVDF هي الخيارات المفضلة لأنها قادرة على تحمل المذيبات القاسية مثل البنزين والحمض الكبريتي المركّز دون أن تتدهور. وفقًا لأحدث النتائج الواردة في تقرير الصناعة لعام 2024، فإن الأجزاء المصنوعة من مادة PVDF تدوم أطول بثلاث مرات تقريبًا مقارنةً بالمكونات المصنوعة من الألومنيوم في البيئات ذات مستويات الكلور العالية. وهذا يُحدث فرقًا كبيرًا في المرافق التي تتعامل يوميًا مع مواد كيميائية عدوانية.

احتياجات التوصيل الحراري والكهربائي في المكونات الوظيفية

يُفسر التوصيل الحراري العالي للألمنيوم، والذي يبلغ حوالي 235 واط/م·ك، السبب في استخدامه الواسع لصنع مشتتات الحرارة في الأجهزة الإلكترونية. ومع ذلك، فإن النحاس يتربع على القمة من حيث التوصيل الكهربائي، حيث يتمتع بقيمة ممتازة تبلغ 401 واط/م·ك، مما يجعله لا غنى عنه في تطبيقات مثل القضبان الكهربائية والمكونات المستخدمة في أنظمة توزيع الطاقة. أما عند الحديث عن منع الفاقد غير المرغوب فيه من الطاقة في الموصلات، فإن البلاستيك العازل مثل POM أو الأسيتال يؤدي دورًا حيويًا. ويمكن لهذه المواد تحمل شدّة عازلية تصل إلى 40 كيلوفولت/مم، وهي قيمة ضرورية تمامًا في التطبيقات التي تكون فيها السلامة أمرًا بالغ الأهمية، مثل المعدات الطبية أو أنظمة التحكم الصناعية، حيث لا يمكن قبول أي فشل.

تطبيقات صناعية محددة للأجزاء الصغيرة المشغولة باستخدام التحكم الرقمي بالكمبيوتر (CNC)

تتيح عملية التصنيع باستخدام الحاسب العددي (CNC) للأجزاء الصغيرة حلولاً مخصصة في المواد عبر مختلف الصناعات، حيث تكون الدقة والأداء والقدرة على التحمل البيئي أمورًا لا تُقبل المساومة عليها. من مكونات الطيران التي تتطلب متانة خفيفة جدًا إلى الغرسات الطبية التي تحتاج إلى توافق حيوي مطلق، فإن اختيار المواد يؤثر بشكل مباشر على النجاح الوظيفي. فيما يلي تحليل لأربع قطاعات تعتمد فيها الأجزاء الصغيرة المصنعة باستخدام الحاسب العددي (CNC) على حل تحديات هندسية حرجة.

الفضاء الجوي: متطلبات المواد الخفيفة الوزن وعالية القوة

في الهندسة الجوية والفضائية، يركّز اختيار المواد على تحقيق وفورات في الوزن تتراوح بين 15 إلى 20 بالمئة مع الحفاظ في الوقت نفسه على قوة شد جيدة ومقاومة للتآكل. تعتمد الصناعة بشكل رئيسي على سبائك الألومنيوم 7075-T6 والتيتانيوم من الدرجة 5 في أجزاء مثل شفرات التوربينات وهياكل أجهزة السواتل ومختلف مكونات المحركات. إن كل غرام واحد يتم تقليله من هذه الأجزاء يُترجم مباشرةً إلى تحسين كفاءة استهلاك الوقود في عمليات الطائرات. فعلى سبيل المثال، يتمتع التيتانيوم بقوة تزيد بنسبة حوالي 35% بالنسبة لوزنه مقارنة بالصلب العادي، ولهذا السبب يفضله المهندسون كثيرًا في المناطق الحرجة مثل دبابيس عوامل الهبوط وأنظمة الصمامات الهيدروليكية التي تتعرض لدورات إجهاد متكررة يومًا بعد يوم.

الصناعات السيارات: التوازن بين المتانة والدقة والكفاءة من حيث التكلفة

يعتمد مصنعو السيارات على الألومنيوم المشغول باستخدام التحكم العددي الحاسوبي (CNC) من الدرجة 6061-T6، إلى جانب النحاس الأصفر، عند تصنيع أجزاء تتطلب تحملات ضيقة تصل إلى ما بين زائد أو ناقص 0.005 بوصة. وتظهر هذه المواد في رشاشات الوقود، وحوامل المستشعرات، ومهاوي ناقل الحركة، حيث تكون الدقة هي العامل الأهم. أما بالنسبة للمكونات التي تتعرض لأحمال شديدة مثل دوارات الشواحن التربينية، فإن سبائك الفولاذ المقوى مثل 4140 أو 4340 هي الخيار المفضل. وفي الوقت نفسه، يُظهر البلاستيك المعروف باسم PEEK مقاومة جيدة جدًا للظروف القصوى للحرارة تحت غطاء المحرك، والتي قد تصل إلى درجات حرارة قريبة من 250 درجة مئوية. وعندما تأخذ الشركات على محمل الجد اختيار المواد المناسبة لمحركاتها، تشير الدراسات إلى إمكانية خفض تكاليف الاستبدال بنسبة تتراوح بين 12٪ و18٪ طوال عمر السيارة. وهذا النوع من التوفير يتراكم بشكل كبير مع مرور الوقت، سواء بالنسبة للمستهلكين أو شركات صناعة السيارات على حد سواء.

الأجهزة الطبية: التوافق الحيوي، والدقة، والامتثال للمعايير ISO

بالنسبة للأدوات الجراحية والغرسات العظمية، يجب أن تفي المواد بمعايير معينة مثل الامتثال لمعيار ASTM F136 عند استخدام سبائك التيتانيوم أو الكوبالت-الكروم. هذه المواد تتميز بمقاومة أفضل للتآكل وتعمل بكفاءة خلال فحوصات التصوير بالرنين المغناطيسي. عندما يستخدم المصنعون تقنيات التشغيل الآلي باستخدام الحاسب (CNC)، يمكنهم تحقيق تشطيبات سطحية دقيقة جدًا تقل عن 5 ميكرومترات على أشياء مثل مسامير العظام والدعامات السنية. يساعد هذا النعومة في تقليل أماكن التصاق البكتيريا. وفقًا لبيانات حديثة من مجلة المواد الحيوية الطبية لعام 2024، فإن معظم أجهزة تثبيت العمود الفقري المعتمدة من قبل إدارة الأغذية والعقاقير (FDA) تُصنع حاليًا من التيتانيوم المشغول. والسبب هو أن التيتانيوم يتم دمجه بشكل جيد مع نسيج العظام بمرور الوقت، مما يجعله الخيار المفضل على الرغم من توفر خيارات أخرى.

البيئات البحرية والقاسية: المتانة ومقاومة التآكل

عند التعامل مع البيئات المالحة والمواد الكيميائية القاسية، تبرز بعض المواد باعتبارها خيارات ضرورية. على سبيل المثال، فإن الفولاذ المقاوم للصدأ من النوع 316L يمكنه مقاومة تآكل التشققات لما يقارب 6,000 ساعة عند اختباره وفقًا لمعايير ASTM B117، مما يجعله الخيار المفضل للعديد من التطبيقات البحرية. بالنسبة لمكونات مثل مقاعد الصمامات ومهاوي المضخات، غالبًا ما يلجأ المهندسون إلى البرونز الألومنيوم النيكلي نظرًا لقدرته العالية على تحمل نفس القوى التآكلية. كما تستفيد وحدات أجهزة الاستشعار في المياه العميقة بشكل كبير من الألمنيوم المؤكسد من الدرجة 5052، حيث يُنشئ هذا المعالجة طبقة واقية ضد هجمات رذاذ الملح المستمرة. وفي الوقت نفسه، تواجه الروبوتات تحت سطح البحر تحديات مختلفة، خاصة من جزيئات الرمال المسببة للتآكل. وهنا يأتي دور البلاستيك UHMW PE، الذي يوفر مقاومة ممتازة للتآكل في هذه الظروف الصعبة تحت الماء. إن اختيار هذه المواد لا يقتصر على الجانب الأكاديمي فقط، بل يمثل حلولًا عملية حقيقية تضمن استمرار تشغيل المعدات بشكل صحيح رغم التعرض الدائم لعوامل عدوانية.

اختيار المواد الفعالة من حيث التكلفة لمشاريع التشغيل باستخدام الحاسب الآلي

تحليل تكلفة المواد: الألومنيوم مقابل التيتانيوم مقابل البلاستيكات الهندسية

بالنسبة لأولئك الذين يرغبون في تصنيع مكونات صغيرة، فإن مادة الألومنيوم 6061 هي عادة الخيار الأقل تكلفة بسعر يتراوح بين 25 و40 دولارًا لكل كيلوجرام. وتُقطَع هذه المادة بسهولة، ما يجعلها شائعة بين العاملين في مجال التشغيل الذين يعملون على مهام صغيرة. ثم هناك مادة التيتانيوم الدرجة 5 التي تتراوح أسعارها تقريبًا بين 4 إلى 6 أضعاف السعر، أي ما بين 110 و180 دولارًا لكل كجم. ولكن ما تفقده هذه المادة من حيث التكلفة المنخفضة، تعوّضه بأدائها العالي، خاصة في التطبيقات التي يكون فيها الوزن عاملًا مهمًا جدًا مثل قطع الطائرات أو الغرسات الجراحية. أما البلاستيكات الهندسية مثل مادة PEEK فتقع في مكان ما بين المستويين، بسعر يتراوح بين 80 و120 دولارًا لكل كيلوجرام. وهذه المواد تتمتع بمقاومة جيدة للمركبات الكيميائية، لكنها تحتاج إلى أدوات خاصة أثناء عمليات التشغيل، مما يزيد من تكلفتها الإجمالية.

تأثير وقت التشغيل واهتراء الأداة على التكلفة الإجمالية للإنتاج

تؤدي المواد الصعبة التشغيل إلى زيادة التكاليف من خلال أوقات دورة أطول وارتداء أسرع للأدوات. وتقلل سبائك التيتانيوم من عمر الأداة بنسبة 60–75%مقارنة بالألومنيوم، كما هو موضح في دراسة كفاءة تشغيل باستخدام الحاسب العددي لـ 15,000 مكون طائرات. ويضيف كل تغيير لأداة ما بين 8 إلى 12 دولارًا إلى تكاليف الإنتاج، مما يبرز أهمية اختيار المادة في التصنيع عالي الحجم.

موازنة الأداء والميزانية لتصنيع الأجزاء الصغيرة باستخدام الحاسب العددي

نفّذ إطار قرار ثلاثي المستويات:

1. المكونات الحرجة : أولِّ أولوية لسبائك التيتانيوم أو النيكل رغم ارتفاع تكلفتها
2. أجزاء غير هيكلية : استخدم ألمنيوم 5052 (أرخص بنسبة 15% من 6061) أو بلاستيك ABS
3. نماذج أولية : اختر ألمنيوم 6082 السهل التصنيع أو النايلون المعبأ بالكربون

التشطيب السطحي، والمعالجة اللاحقة، والعمليات الثانوية

يؤثر اختيار المادة بشكل كبير على نفقات المعالجة اللاحقة – حيث يضيف أنودة الألومنيوم 0.25–1.20 دولار/سم² ، مقارنة بـ 4.50–8 دولار/سم² للتسليح التيتانيومي. وفقًا للمعايير الصناعية، يمكن لاختيار مواد ذات تزييت ذاتي مثل البرونز المخصص للمحاور أن يقلل ما يصل إلى 30٪ من العمليات الثانوية من خلال تحقيق تشطيبات سطحية ممتازة مباشرة بعد التشغيل (Ra 1.6–3.2 ميكرومتر).