シートメタル切断のためのネスティングマスター: エキスパートのヒントとベストプラクティス

シートメタル加工の総生産コストは材料費と加工費に依存し、前者が主要な割合を占めます。そのため、ファイル内でパーツをネスティングすることは、シートメタルプロジェクトの設計プロセスにおいて重要なステップです。

シートメタル切断におけるネスティングとは

製造文脈において、「ネスティング」とは一般的に、複数のパーツを単一のシート上に配置し、スクラップ廃棄物を減らし生産を最適化するプロセスを指します。これは業界で廃棄物削減とコスト削減のために広く使用されています。

DXFファイルが当社のシート切断サービスで推奨される形式です。専用CADソフトウェアはパーツを自動的にネスティングし、さらなる操作のためにDXFファイルをエクスポートできます。

パーツをネスティングすべきか?

ベストプラクティスに入る前に、一歩引いて、パーツをネスティングする努力をすべきか自問してみましょう。その答えは、あなたの立場によって大きく異なります。

例えば、あなたが製造業者であれば、シート切断用のネスティングファイルはかなり標準的で、利用可能な材料を最大限に活用し生産を最適化するためにしばしば要求されます。

部品製造を依頼する購入者の視点では、ほとんどのシートメタル切断工場がネスティング済みパーツを扱う手段と慣れをすでに持っていることを覚えておくことが重要です。実際、場合によっては、すでにネスティングされたファイルを受け取ることで、メーカーがより理想的でない事前定義された構成に縛られるため、妨げになることさえあります。

例えば、多くのシートメタル部品メーカーは、すでに部品が切り出された材料で作業しています。ネスティング済みファイルを受け取ると、ネスティングピースで最大限に活用できたはずの材料ではなく、全く新しい材料を使用する必要が生じるかもしれません。メーカーは材料サイズ、機械の制約などにもより精通しています。

要するに、パーツを個別ファイルとして送る方が両者にとって簡単な場合があります。顧客が事前にパーツをネスティングするのが合理的なケースもあります。例えば、ネスティングファイルがシート材料一枚を消費する場合、または顧客が自ら材料を供給する場合です。

ジオメトリと配置の影響: インスタント見積もりエンジンでの実例

例1

パーツをネスティングするかどうかの選択は、パーツのジオメトリに大きく依存します。以下の図を用いて、ネスティングがコスト削減ツールになる場合とそうでない場合を示します。

同じサイズのパーツを異なる配置で2つのDXFファイルを作成しました:

• 最初のファイルでは、パーツを広く配置し、より大きなシートを占有
• 2つ目では、並べて配置し、より小さなシートを占有

これらのファイルを同じパラメータ (材料、板厚、仕上げ等) でインスタント見積もりエンジン (IQE) にアップロードしました。アルゴリズムはこれら2つの異なるファイルを同一と認識し、同じ価格を返しました。

これはアルゴリズムがパーツが占有する「有用な」スペースのみを認識するためです。同じパーツを異なるファイルに分割してIQEにアップロードしても、総価格は変わりません。

しかし、メーカーにとっては個別ファイルで作業する方が便利です。彼らは手持ちの金属シートを考慮に入れ、機器セットアップ時に自分でパーツを配置できます。

例2

2つ目の例では、さらに別の2つのDXFファイルを使用しました:

• 最初のファイルではパーツを個別に配置
• 2つ目のファイルでは、同一パーツのバウンディングボックスが重なるように配置

今回、IQEはファイルを異なるものとして認識し、パーツが重なるファイルの方がより良い価格を提示しました。

要するに、個々のコンポーネントのバウンディングボックスが同じスペースを占有できない場合、同じファイルにパーツをネスティングしてもメリットは得られません。

Xometryでのシートメタル切断用ネスティングファイル

前述の通り、シートメタル用ネスティングファイルを作成する理想的な方法は、通常の設計を自動的にネスティング済みDXFファイルに変換する専用CADソフトウェアを使用することです。ネスティングパーツを見積もりする際は、以下の利点と考慮事項を念頭に置いてください。

ネスティングファイルの利点:

• 複数のパーツを複数行ではなく1行で見積もり可能
• 複数パーツのアップロードと設定を回避
• 材料、仕上げ、その他オプションを単一行で手間なく設定

ネスティングファイルの考慮事項:

• すべてのネスティングパーツは同じ厚さ、材料、仕上げでなければならない
• 寸法レポートに基づく正式検査に従って慎重にパーツをネスティングする。各コンポーネントの2D図面をアップロードすると適切な検査に有利
• レーザー切断では6.5mmのマージンとパーツ間0.8mmのスペース
• 50mm未満の小さく繊細で複雑なネスティングコンポーネントの紛失を防ぐため、ブレイクアウェイタブの追加を推奨

シートメタル用DXFファイルネスティングのベストプラクティス

1. 一般的な設計エラーを修正

製造プロセス全体を遅らせる使用不能なファイルを生む潜在的な設計エラーを探すことは非常に重要です。設計段階でのコストは最小限ですが、製造段階での修正コストは桁違いに高くなります。

したがって、見積もりと製造に送る前にエラーフリーのファイルを作成する方が良いです。一般的な問題:

• 線、曲線、点などの重複またはオーバーラップ
• タイトルブロック情報、注記、寸法などの未削除情報
• 開いた曲線、非接続線などの開いたジオメトリ
• 長さゼロ未満の線

設計ヒント: 設計をポリラインとしてエクスポートし、ジオメトリが連続した閉じた要素を持つことを保証してください。タイトル、テキスト、補助線などの非プロファイル要素が常に削除されていることを確認してください。

2. スプラインの使用を避ける

スプラインはCADで一般的に使用される設計機能です。ギアプロファイルのような複雑なジオメトリを生成するために使用されます。CNC機器はGコードで動作し、スプラインを読み取れません。通常、直線または円運動で機能します。

結果として、スプラインを直線または円弧として読み取ります。これにより幾何学的および寸法精度が失われます。

設計ヒント: 可能な限り直線と円弧を使用してスプラインを置き換えてください。ポリラインでエクスポートし、スプラインではありません。

3. パーツ間のスペースを維持

ネスティングパーツが意図通りに出力されることを保証するため、パーツ間にスペースを設けることを推奨します。これは切断プロセスで除去される材料の幅であるカーフを考慮するためです。

一般的なカーフはプロセスにより異なりますが、以下のガイドラインが有用です:

• レーザー切断カーフ: 0.08〜1mm
• プラズマ切断カーフ: 2〜3mm
• ウォータージェット切断カーフ: 0.76〜1.02mm

4. 小さなパーツ用ブレイクアウェイタブ

小さなパーツや複雑で繊細な形状のパーツにブレイクアウェイタブを追加すると、製造中の紛失と損傷を減らせます。また、切断後にすべてのパーツをシート上に保持するのにも役立ちます。例えば、非常に薄い材料での追加後処理の場合など。

設計ヒント: 50mm未満のパーツ、または繊細な形状にはブレイクアウェイタブの追加を推奨。ほとんどのパーツで約0.05mmのタブが機能します。

5. ネスティングソフトウェアでパーツを最適化

自動ネスティング機能や、Autodesk Fusion 360 (Xometryアドインをダウンロード) やProNestのような専用最適化ソフトウェアを使用すると、利用可能なスペースに最大限のパーツを収められます。

これらのソフトウェアは、通常では困難な複雑な形状もフィットさせられます。ネスト最適化後、DXFとしてファイルをエクスポートすることを強く推奨します。

設計ヒント: 多くの人気CADソフトウェアにネスティング機能が内蔵されています。お使いのソフトウェアにあるか確認するか、ネスティングが容易なソフトウェアを使用してください。

CADファイルを準備してオンラインでアップロード

シートメタルパーツのネスティングは、注文、材料、コストの削減をシンプルにします。ネスティング済みDXFファイルをエクスポートすると、コスト見積もりが容易になります。ファイルをXometryインスタント見積もりエンジンにアップロードし、シート切断プロジェクトの見積もりを数秒で取得してください。