Ficheros de anidamiento para el corte de chapa: Consejos y buenas prácticas

En la producción en serie, el ahorro de material influye en la totalidad de los costes incurridos. Una de estas operaciones para reducir el uso de material es el anidamiento (nesting en inglés). Este artículo tiene como objetivo proporcionar las mejores prácticas para anidar sus piezas en un archivo DXF.

El coste global de producción de las operaciones de fabricación en chapa metálica depende de los costes de material y de los costes de mecanizado, en los que el primero ocupa una proporción importante. Por ello, el anidamiento de sus piezas en el archivo es un paso importante del proceso de diseño de los proyectos de chapa.

¿Qué es el anidamiento para el corte de chapa?

En el contexto de la fabricación, el término «anidamiento» («nesting» en inglés) se refiere generalmente al proceso de colocación de múltiples piezas en una sola hoja, reduciendo así los residuos de desecho y optimizando la producción. Se trata de una práctica muy extendida en la industria para reducir los desechos y ahorrar costes. 

Un archivo DXF es el formato preferido para nuestros servicios de corte de chapa. Los programas de CAD dedicados pueden anidar automáticamente sus piezas y exportar un archivo DXF para otras operaciones.

¿Debe realizar el anidamiento de sus piezas?

Antes de entrar en las mejores prácticas, demos un paso atrás y preguntémonos si debemos hacer un esfuerzo de realizar el anidamiento de nuestras piezas. La respuesta a esta pregunta dependerá sobre todo donde se venga. 

Por ejemplo, si usted es un fabricante, los archivos de anidamiento para el corte de chapa son bastante estándar y a menudo son necesarios para aprovechar al máximo el material disponible y optimizar la producción.

Desde la perspectiva del comprador que busca fabricar piezas, es importante recordar que la mayoría de los talleres de corte de chapa ya tendrán los medios y estarán acostumbrados al  anidamiento de las piezas. De hecho, en algunos casos, puede suponer un obstáculo para el fabricante que reciba un archivo ya anidado, ya que lo restringe a una configuración predefinida que puede no ser la óptima. 

Por ejemplo, muchos fabricantes de piezas de chapa trabajan con material del que ya se han cortado piezas. Esto puede obligarles a utilizar una pieza de material completamente nueva en lugar de una que podrían haber aprovechado al máximo realizando el anidamiento de las piezas. Los fabricantes también tienen más en cuenta el tamaño del material, las limitaciones de la máquina, etc.

En resumen, a veces es más fácil para ambas partes si se envían las piezas como archivos individuales. Hay casos en los que tiene sentido que un cliente realice el anidamiento de sus piezas con antelación, como es el caso cuando el archivo anidado vaya a consumir un formato entero de material, o cuando el cliente suministra su propio material.

El impacto de la geometría y el posicionamiento. Ejemplos prácticos con el generador de presupuestos instantáneos

Ejemplo 1

La elección de anidar o no sus piezas depende principalmente de la geometría de estas. Utilizaremos las siguientes ilustraciones para ayudar a demostrar cuándo el anidamiento es una herramienta que ahorra costes y cuándo no.

Hemos creado dos archivos DXF diferentes con piezas del mismo tamaño pero dispuestas de forma diferente:

  • En el primer archivo, las piezas están dispuestas de forma más amplia y ocupan un formato mayor.
  • En la segunda, se colocan uno al lado del otro y ocupan un formato más pequeño.
2 archivos DXF diferentes utilizados en el experimento

Cargamos estos archivos en el generador de presupuestos instantáneos (IQE por sus siglas en inglés) con los mismos parámetros: material, grosor de la chapa, acabado, etc. El algoritmo reconoció estos dos archivos diferentes como idénticos y devolvió el mismo precio: 

Precios calculados por el generador de presupuestos instantáneos

Esto ocurre porque el algoritmo reconoce sólo el espacio «útil» que ocupan las piezas. Por lo tanto, si divides las mismas piezas en diferentes archivos y las subes al generador de presupuestos instantáneos, el precio total sigue siendo el mismo. 

Pero a los fabricantes les resultaría más cómodo trabajar con archivos separados. Ellos mismos podrán organizar las piezas a la hora de montar el equipo teniendo en cuenta los formatos que tienen. 

Ejemplo 2

Para el segundo ejemplo, hemos utilizado otros dos archivos DXF diferentes: 

  • En el primer archivo, las piezas están dispuestas por separado;
  • En el segundo archivo se cruzan las cajas delimitadoras de las piezas.
Dos archivos DXF utilizados en el segundo experimento

Esta vez, el IQE reconoció los archivos de forma diferente y nos dio un mejor precio para el archivo en el que las piezas se superponen:

Precios calculados por el generador de presupuestos instantáneos

En resumen, si las cajas delimitadoras de los componentes individuales no pueden ocupar el mismo espacio, no obtendrá ningún beneficio de realizar el anidamiento de las piezas en el mismo archivo. 

Archivos de anidamiento para el corte de chapa metálica con Xometry

Como ya se ha mencionado, el método ideal para crear archivos de anidamiento para chapa metálica es utilizar un CAD dedicado que convierta automáticamente los diseños normales en archivos DXF anidados. Al cotizar las piezas anidadas, debe tener en cuenta las siguientes ventajas y consideraciones.

Ventajas del anidamiento de archivos:

  • Obtiene diferentes piezas cotizadas en una sola partida en lugar de varias líneas para varias piezas
  • Evita la carga y configuración de múltiples piezas
  • Configuración sin complicaciones del material, el acabado y otras opciones con una sola partida

Consideraciones sobre el anidamiento de archivos:

  • Todas las piezas anidadas deben tener el mismo grosor, material y acabado
  • Anidar cuidadosamente las piezas de acuerdo con la inspección formal según el informe dimensional. Cargar un dibujo 2D para cada componente es ventajoso para una inspección adecuada
  • Un margen de 6,5 mm y un espacio de 0,8 mm entre las piezas individuales para el corte por láser
  • Para evitar la pérdida de componentes anidados pequeños, delicados e intrincados, se recomienda añadir lengüetas de ruptura para las piezas de menos de 50 mm
Example of a nested DXF file
Ejemplo de archivo DXF anidado

Mejores prácticas para anidar archivos DXF para chapa metálica

1. Corregir errores comunes de diseño

Es muy importante buscar los posibles errores de diseño que crean un archivo inutilizable que ralentiza todo el proceso de fabricación. Los costes incurridos durante el diseño son mínimos, mientras que los costes de corrección durante la fabricación son mucho mayores. 

Por lo tanto, es mejor crear un archivo libre de errores antes de enviarlo a cotización y fabricación. A continuación se detallan los problemas más comunes:

  • Duplicación o superposición de líneas, curvas, puntos, etc.
  • Información no eliminada, como la información del bloque del título, las notas y las dimensiones
  • Geometría abierta como curvas abiertas, líneas desconectadas, etc.
  • Líneas con longitudes inferiores a cero

Consejo de diseño: exporte sus diseños como polilíneas para asegurarse de que la geometría tiene elementos cerrados continuos. Asegúrese siempre de que se eliminan los elementos no perfilados, como títulos, textos y líneas auxiliares.

2. Evitar el uso de splines

Las splines son las características de diseño más utilizadas en CAD. Se utilizan para producir geometrías complejas como los perfiles de los engranajes. El problema de los equipos CNC es que funcionan con códigos G y no pueden leer splines. Suelen funcionar con movimientos lineales o circulares.

En consecuencia, leen las splines como líneas o arcos. Esto conlleva la pérdida de precisión geométrica y dimensional.

Consejo de diseño: utilice líneas y arcos en su diseño siempre que sea posible para sustituir las splines. Exporte en polilíneas y no en splines.

3. Mantener el espacio entre las piezas

Se recomienda un espacio entre las piezas para asegurar que las piezas anidadas salgan como se desea. Esto es para acomodar el «kerf» o la anchura del material que se elimina en el proceso de corte

La deformación en varios procesos de corte de chapa (Crédito de la imagen: ESAB Knowledge Center)

El corte general varía en función del proceso, pero las siguientes directrices son útiles:

  • Corte láser: 0,08 – 1 mm
  • Corte por plasma: 2 – 3 mm
  • Corte por chorro de agua: 0,76 -1,02 mm

4. Lengüetas de ruptura para las piezas pequeñas

La adición de lengüetas de ruptura para las piezas pequeñas o con características intrincadas y delicadas ayuda a reducir la pérdida y el daño de las piezas durante la fabricación. También ayudan a mantener todas las piezas en la chapa después del corte, por ejemplo, un posprocesado adicional en caso de material muy fino.

Consejo de diseño: Se recomienda añadir lengüetas de ruptura a las piezas de menos de 50 mm, o para los elementos delicados. Las lengüetas de unos 0,05 mm funcionan para la mayoría de las piezas.

5. Optimizar las piezas con el software de anidamiento

El uso de funciones de anidamiento automatizadas o de software de optimización específico, como Autodesk Fusion 360 (descargue el complemento Xometry) o ProNest, puede ayudar a exprimir el máximo de piezas en el espacio disponible.

Estos programas también son capaces de adaptarse a formas complejas que son difíciles de conseguir normalmente. Es muy recomendable exportar el archivo como DXF después del anidamiento y optimización.

Ejemplo de anidamiento en el ProNest software

Consejo de diseño: muchos de los programas de CAD más conocidos tienen una función de anidamiento incorporada. Compruebe si su software la tiene o utilice un software que pueda anidar archivos fácilmente.

Prepare sus archivos CAD y súbalos «online»

El anidamiento de las piezas de chapa ayuda a simplificar el pedido, el material y la reducción de costes. La exportación de un archivo DXF anidado siempre facilita la estimación de costes. Suba sus archivos al generador de presupuestos instantáneos de Xometry y obtenga un presupuesto en cuestión de segundos para sus proyectos de corte de chapa.

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