The overall production cost of sheet metal operations depends on material costs and machining costs where the former occupies a major proportion. This is why nesting your parts in the file is an important step of the designing process for sheet metal projects.

What is Nesting for Sheet Metal Cutting?

Il valore complessivo delle operazioni di lavorazione della lamiera dipende dai costi dei materiali e da quelli di lavorazione dove il primo componente copre una proporzione maggiore. Questo è il motivo per cui il nesting dei componenti nel file è una fase importante del processo di progettazione per i progetti di lamiera.

Cosa si intende per nesting della lamiera?

Nell’ambiente di produzione, il termine “nesting” si riferisce generalmente al processo di disposizione di più parti su un unico foglio, riducendo così gli scarti e ottimizzando la produzione. Questa tecnica è ampiamente utilizzata nel settore per ridurre al massimo gli sprechi risparmiando sui costi.

Un file DXF è il formato preferito per i nostri servizi di taglio lamiera. I software CAD dedicati possono eseguire il nesting delle parti automaticamente ed esportare un file DXF per ulteriori operazioni.

Perchè si dovrebbe eseguire il nest delle parti?

Prima di analizzare le migliori pratiche, facciamo un passo indietro e chiediamoci se dobbiamo spendere tempo per il nesting delle nostre parti. La risposta a questa domanda dipenderà principalmente dal tipo di cliente che siete.

Ad esempio, nel caso di un produttore, i file di nesting per il taglio della lamiera sono abbastanza uno standard e spesso necessari per sfruttare al meglio il materiale disponibile e ottimizzare la produzione.

Nel caso di un compratore che cerca di realizzare le parti, è importante ricordare che la maggior parte delle officine di taglio della lamiera avranno già i mezzi e la familiarità con le parti nidificate. Infatti, in alcuni casi, il ricevere un file già nidificato può ostacolare il produttore perché lo vincola ad una configurazione predefinita che potrebbe essere tutt’altro che ideale.

Ad esempio, molti produttori di parti in lamiera lavorano con materiale dal quale sono già state tagliate le parti. Si potrebbe però richiedere loro di utilizzare una foglio di materiale completamente nuovo invece di ricavarla da uno che avrebbero potuto ottimizzare nidificando i componenti. I costruttori inoltre conoscono meglio le dimensioni del materiale, i limiti delle macchine, ecc.

Per farla breve, a volte è più facile per entrambe le parti inviare le parti come file singoli. Ci sono però casi in cui ha senso per un cliente eseguire il nesting delle proprie parti in anticipo, ad esempio quando il file nidificato consumerà un intero foglio di materiale o quando il cliente fornisce il proprio materiale in conto lavoro.

L’impatto della geometria e del posizionamento. Esempi pratici con il Motore di Quotazione Istantaneo?

Esempio 1

La scelta di nidificare o meno le parti dipende principalmente dalla geometria dell’elemento. Utilizzeremo le illustrazioni seguenti per dimostrare quando il nesting è uno strumento che consente di risparmiare sui costi e quando non lo è.

Abbiamo creato due diversi file DXF con parti della stessa dimensione ma disposti in modo diverso:

• Nel primo file, le parti sono disposte più larghe e occupano un foglio maggiore;
• Nel secondo sono affiancate e occupano un foglio più piccolo.

Abbiamo caricato questi file sul Motore di Quotazione Istantaneo (IQE) con gli stessi parametri: materiale, spessore lamiera, finitura ecc. L’algoritmo ha riconosciuto questi due diversi file come identici, restituendo lo stesso prezzo:

Il motivo sta nel fatto che l’algoritmo riconosce solo lo spazio “utile” occupato dalle parti. Quindi, se si separano le stesse parti in file diversi e li si carica sul motore di quotazione istantaneo, il prezzo totale rimane invariato.

Ma sarebbe meglio per i costruttori lavorare con file separati. Potranno organizzare  le parti in autonomia durante l’attrezzaggio tenendo conto delle lamiere di cui dispongono.

Esempio 2

Per il secondo esempio, abbiamo utilizzato altri due diversi file DXF:

• Nel primo file le parti sono disposte separatamente;
• Nel secondo file  gli ingombri delle stesse parti si intersecano.

In questo caso, la piattaforma ha riconosciuto i file in modo differente ed ha restituito un prezzo migliore per il file in cui le parti si sovrappongono:

In breve, se i riquadri di delimitazione dei singoli componenti non possono occupare lo stesso spazio, non si avrà alcun vantaggio dal nesting delle parti nello stesso file.

File di nesting per il taglio della lamiera con Xometry

Come già accennato, il metodo ideale per realizzare file di nesting per lamiera è usare un CAD dedicato che converta automaticamente i normali disegni in file DXF “nestizzati”. Quando si quotano le parti incastrate tra loro, è necessario tenere a mente questi vantaggi e considerazioni.

Vantaggi dei file di nesting:

• Ricevete diverse parti quotate in una singola voce invece di avere diverse voci per più componenti
• Si evita il caricamento di più parti e relative configurazioni
• Configurazione senza problemi di materiale, finitura e altre opzioni in una singola voce

Considerazioni sui file di nesting:

• Tutte le parti in cui è effettuato il nesting devono avere lo stesso spessore, materiale e finitura
• Incastrare accuratamente le parti secondo un’ ispezione rapida dal rapporto dimensionale. Il caricamento di un disegno 2D per ogni componente è utile per una corretta analisi visiva.
• Mantenere un margine di 6,5 mm e una distanza di 0,8 mm tra le singole parti per il taglio laser
• Per evitare la perdita di componenti piccoli, delicati e intricati incastrati tra loro, si consiglia di aggiungere linguette a strappo per componenti inferiori a 50 mm

Migliori procedure per il nesting di file DXF per lamiere

1. Correggere gli errori di progettazione comuni

È molto importante ricercare i potenziali errori di progettazione che creerebbero un file inutilizzabile rallentando l’intero processo di produzione. I costi sostenuti durante la progettazione sono minimi mentre quelli di correzione durante la produzione sono molto più elevati.

Pertanto, è meglio creare un file privo di errori prima di inviarlo al processo di quotazione e alla produzione. Di seguito sono riportati i problemi più comuni:

• Duplicazione o sovrapposizione di linee, curve, punti, ecc.
• Informazioni non rimosse come dettagli sul cartiglio, note e dimensioni
• Geometrie aperte come curve aperte, linee disconnesse, ecc.
• Linee di lunghezza inferiore a zero

Suggerimento per la progettazione: esportate i vostri progetti come polilinee per assicurarvi che la geometria abbia elementi chiusi continui. Assicuratevi sempre che gli elementi non di disegno come codici, testi e righe ausiliarie vengano rimossi.

2. Evitare l’uso delle spline

Le spline sono le linee di progettazione solitamente utilizzate nel CAD. Esse vengono usate per riprodurre geometrie complesse come i profili degli ingranaggi. Il problema con le apparecchiature CNC è che funzionano sui codici G e non possono decodificare le linee spline. In genere funzionano su movimenti lineari o circolari.

Di conseguenza, i CNC leggono le spline come linee o archi portando quindi alla perdita di precisione geometrica e dimensionale.

Suggerimento per la progettazione: utilizzate linee e archi nel vostro progetto, ove possibile, al posto delle spline. Esportate il disegno in polilinee e non in spline.

3. Mantenere la distanza tra le parti

Si consiglia una spaziatura tra i componenti per garantire che le parti incastrate tra loro vengano realizzate come desiderato. Questo aspetto serve per adattarsi al taglio o alla larghezza del materiale che viene rimosso durante il processo di taglio.

Lo scarico di taglio generale varia in base al processo, ma sono utili le seguenti linee guida:

• Scarico per il taglio laser: 0.08 – 1 mm
• Scarico per il taglio al plasma: 2 – 3 mm
• Scarico per il taglio ad acqua: 0.76 –1.02 mm

4. Linguette removibili per parti piccole

L’aggiunta di linguette removibili per parti piccole o con lavorazioni complesse e delicate aiuta a ridurre le perdite e i danni alle parti durante la produzione. Aiutano anche a mantenere tutte le parti sul foglio di lamiera dopo il taglio, ad esempio, in caso di materiale molto sottile a cui si applica una post-elaborazione aggiuntiva.

Suggerimento per la progettazione: si consiglia di aggiungere linguette staccabili a parti di dimensioni inferiori a 50 mm o per lavorazioni delicate. Le linguette di circa 0,05 mm funzionano per la maggior parte dei componenti.

5. Ottimizzare le parti con un software di nesting

L’utilizzo di funzioni per il nesting automatizzato o software di ottimizzazione dedicati come Autodesk Fusion 360 (scaricate il componente aggiuntivo Xometry) o ProNest possono aiutare a compattare il più possibile le parti all’interno dello spazio disponibile.

Questi software sono anche in grado di adattarsi a forme complesse difficili da ottenere normalmente. Si consiglia vivamente di esportare il file in DXF una volta ottimizzato con il nesting.

Suggerimento di progettazione: molti software CAD popolari hanno una funzione di nesting incorporata. Controllate se il vostro software ce l’ha altrimenti usate un software in grado di compattare facilmente i file.

Preparate i vostri file CAD e caricateli online

Il nesting della lamiera aiuta a semplificare l’ordine, il materiale e la riduzione dei costi. L’esportazione di un file con il nesting realizzato in DXF semplifica sempre la stima dei costi. Caricate i vostri file sul Motore di Quotazione Istantaneo Xometry e ricevete un’offerta in pochi secondi per i vostri progetti di taglio lamiera.

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