Nesting pozwala automatycznie rozmieścić elementy na arkuszu materiału w taki sposób, aby możliwie dobrze wykorzystać dostępną powierzchnię i ograniczyć ilość odpadu. Technologia jest wykorzystywana między innymi podczas cięcia blach, płyt drewnopochodnych, tworzyw sztucznych, tkanin oraz innych materiałów. Jaki program do nestingu? Wybór zależy przede wszystkim od rodzaju produkcji, obsługiwanej maszyny, formatów plików oraz tego, czy potrzebujemy jedynie ułożyć elementy, czy również przygotować gotowe ścieżki dla maszyny CNC.
Jaki program do nestingu wybrać?
Nie istnieje jeden program, który będzie najlepszym rozwiązaniem dla każdego zakładu. Proste narzędzie może w zupełności wystarczyć osobie, która okazjonalnie chce rozmieścić kilkanaście elementów na arkuszu sklejki. Firma wykorzystująca laser, plazmę lub wycinarkę CNC w produkcji seryjnej będzie miała znacznie większe wymagania.
Przed wyborem warto określić, jakie pliki będą trafiały do programu. Popularne są między innymi formaty DXF i SVG, ale profesjonalne systemy mogą współpracować również z modelami przygotowanymi w środowisku CAD. Ważne jest także to, czy program ma jedynie tworzyć rozmieszczenie części, czy powinien być częścią kompletnego procesu CAD/CAM.
Do znanych rozwiązań należą między innymi Deepnest, SVGNest, Autodesk Fusion, SigmaNEST czy ProNest. Poszczególne programy znacznie różnią się możliwościami, przeznaczeniem i modelem licencjonowania, dlatego przed zakupem warto przetestować oprogramowanie na rzeczywistych projektach wykonywanych w firmie.
Na czym właściwie polega nesting?
Nesting to proces rozmieszczania wielu elementów na określonej powierzchni materiału. Program analizuje kształty części oraz dostępny arkusz, a następnie szuka układu pozwalającego ograniczyć niewykorzystaną przestrzeń.
Ma to duże znaczenie szczególnie podczas obróbki drogich materiałów. Nawet niewielka poprawa wykorzystania arkusza, powtarzana podczas setek lub tysięcy operacji, może przełożyć się na zauważalne ograniczenie ilości odpadu.
Program powinien uwzględniać również odstępy pomiędzy detalami oraz odległość od krawędzi materiału. W zależności od technologii cięcia potrzebne mogą być dodatkowe ustawienia związane z możliwością obracania elementów, kierunkiem włókien lub struktury materiału oraz sposobem prowadzenia narzędzia.
Dlatego wynik, w którym elementy zajmują największą możliwą powierzchnię arkusza, nie zawsze jest automatycznie najlepszy z punktu widzenia całego procesu produkcyjnego.
Jakie są darmowe programy do nestingu?
Jednym z najbardziej znanych darmowych programów jest Deepnest. Jest to oprogramowanie typu open source stworzone z myślą o dwuwymiarowym nestingu. Może być wykorzystywane między innymi do rozmieszczania elementów przeznaczonych do wycinania laserem, plazmą czy na frezarce CNC. Obsługuje popularne formaty wektorowe i pozwala automatycznie szukać efektywnego ułożenia części.
Drugą opcją jest SVGNest, również udostępniany jako projekt open source. Jak wskazuje nazwa, narzędzie pracuje przede wszystkim z grafiką SVG i może być przydatne przy prostszych projektach wykonywanych na ploterach, laserach czy frezarkach.
Darmowe narzędzia są dobrym rozwiązaniem do nauki, warsztatu hobbystycznego lub niewielkiej produkcji. Trzeba jednak pamiętać, że zwykle nie zapewniają tak rozbudowanych możliwości związanych z obsługą maszyn, raportowaniem, gospodarką materiałową czy automatyzacją produkcji jak systemy przemysłowe.
Czy Deepnest wystarczy do pracy z CNC?
Deepnest może być bardzo użyteczny, jeśli zadaniem programu jest przede wszystkim rozmieszczenie gotowych konturów na arkuszu. Nie należy jednak utożsamiać samego nestingu z kompletnym przygotowaniem produkcji CNC.
Po rozmieszczeniu części potrzebne może być jeszcze wygenerowanie ścieżek narzędzia, ustawienie parametrów cięcia oraz przygotowanie kodu zrozumiałego dla sterowania konkretnej maszyny. W zależności od parku maszynowego może być do tego wykorzystywane osobne oprogramowanie CAM.
W niewielkim warsztacie taki podział pracy nie musi stanowić problemu. Jeżeli jednak codziennie przygotowywane są dziesiątki nowych zleceń, przenoszenie plików między kilkoma programami może wydłużać proces i zwiększać ryzyko pomyłek. W takim przypadku korzystniejsze może być zintegrowane środowisko.
Program do nestingu blach – czego powinien pilnować?
Przy nestingu blach liczy się nie tylko procent wykorzystania arkusza. Program powinien umożliwiać zdefiniowanie grubości i rodzaju materiału, wymiarów arkusza, minimalnych odległości pomiędzy detalami oraz ograniczeń dotyczących obracania elementów.
W praktyce zakład może jednocześnie pracować na wielu gatunkach i grubościach blach. Dlatego bardziej rozbudowane systemy pozwalają tworzyć osobne zestawy materiałów oraz przygotowywać rozmieszczenia dla wielu arkuszy.
Przydatna jest także możliwość wykorzystania pozostałości materiałowych. Jeśli po wcześniejszym cięciu zostaje fragment dobrej blachy, odpowiednie oprogramowanie może umożliwić wykorzystanie go podczas następnego zlecenia zamiast rozpoczynania kolejnego pełnego arkusza.
W zakładach wykonujących dużą liczbę zleceń funkcje związane z zarządzaniem materiałem mogą mieć równie duże znaczenie jak sam algorytm rozmieszczający detale.
Jaki program do nestingu drewna i płyt?
Przy rozkroju MDF, HDF, sklejki, płyt meblowych lub drewna trzeba zwrócić uwagę na inne parametry niż podczas cięcia blachy. Szczególnie ważny może być kierunek usłojenia lub dekoru. Elementu nie zawsze można dowolnie obrócić o 90 czy 180 stopni tylko dlatego, że pozwoliłoby to zaoszczędzić kilka procent materiału.
Program powinien więc umożliwiać blokowanie orientacji części. Istotne są także wymiary narzędzia, odstępy pomiędzy elementami oraz sposób późniejszej obróbki na frezarce CNC.
W produkcji meblarskiej przydatne mogą być również funkcje związane z oznaczaniem elementów, raportami produkcyjnymi i etykietami. Przy kilkuset podobnych częściach samo dobre rozmieszczenie ich na płycie nie rozwiązuje bowiem problemu późniejszej identyfikacji.
Czy Autodesk Fusion nadaje się do nestingu?
Autodesk Fusion może być interesującym rozwiązaniem przede wszystkim dla użytkowników, którzy już projektują części w tym środowisku i chcą połączyć projektowanie z przygotowaniem produkcji.
Rozwiązania dostępne dla tego środowiska umożliwiają automatyczne rozmieszczanie elementów na arkuszach, a bardziej rozbudowane narzędzia produkcyjne pozwalają połączyć projektowanie z kolejnymi etapami przygotowania obróbki.
Dużą zaletą takiego rozwiązania jest pozostawienie większej części procesu w jednym środowisku. Nie dla każdego będzie to jednak potrzebne. Osobie otrzymującej wyłącznie gotowe pliki DXF do okazjonalnego rozłożenia na arkuszu może wystarczyć znacznie prostsze narzędzie.
Program darmowy czy profesjonalny?
Darmowy program jest dobrym punktem wyjścia, jeżeli nesting wykonywany jest okazjonalnie albo firma chce sprawdzić, czy automatyczne rozmieszczanie części rzeczywiście usprawni jej pracę. Nie ma sensu kupować rozbudowanego systemu przemysłowego tylko po to, aby kilka razy w miesiącu ułożyć elementy na jednej płycie.
Sytuacja zmienia się przy produkcji seryjnej. Wówczas nawet niewielka różnica w wykorzystaniu materiału może mieć znaczenie finansowe. Liczy się także szybkość przygotowania zlecenia, możliwość automatyzacji powtarzalnych czynności oraz współpraca programu z konkretną maszyną.
Profesjonalne systemy mogą ponadto zapewniać dodatkowe funkcje, takie jak zarządzanie arkuszami i pozostałościami, raportowanie zużycia materiału, kalkulacje, automatyczne przygotowanie technologii czy współpraca z określonymi urządzeniami.
Na co warto zwrócić uwagę przed wyborem programu do nestingu?
Pierwszą rzeczą powinna być zgodność programu z rzeczywistym procesem produkcyjnym. Warto przygotować kilka typowych zleceń, zaimportować własne elementy i sprawdzić, ile czasu zajmuje uzyskanie gotowego rozmieszczenia.
Należy zweryfikować obsługiwane formaty plików, możliwość definiowania własnych arkuszy, minimalnych odstępów, kierunku materiału oraz ograniczeń obrotu części. Przy produkcji CNC bardzo ważny będzie również sposób przekazywania wynikowego rozmieszczenia do programu CAM lub bezpośrednio do maszyny.
Nie można zapominać o obsłudze technicznej i aktualizacjach. W firmie produkcyjnej program staje się częścią codziennego procesu, dlatego problem z licencją, postprocesorem lub importem plików może wpływać na pracę całego stanowiska.
Czy warto kierować się tylko procentem wykorzystania materiału?
Wysoki stopień wykorzystania arkusza jest ważny, ale nie powinien być jedynym kryterium oceny programu. Czasem algorytm może bardzo ciasno rozmieścić części, ale przygotowanie takiego zlecenia do bezpiecznego cięcia będzie trudniejsze albo potrwa dłużej.
Znaczenie ma również czas potrzebny programowi na obliczenia. Przy kilku elementach różnica kilku minut nie ma większego znaczenia, jednak przy dużej liczbie codziennych zleceń wydajność oprogramowania może wpływać na organizację produkcji.
Najlepiej oceniać cały proces: od importu projektu, przez nesting i przygotowanie technologii, aż po gotowy plik dla maszyny. Dopiero wtedy można rzeczywiście określić, czy konkretne rozwiązanie pozwala oszczędzić materiał i czas.
Jaki program do nestingu będzie odpowiedni na początek?
Do prostego nestingu 2D dobrym punktem wyjścia mogą być Deepnest lub SVGNest, szczególnie gdy celem jest rozmieszczanie gotowych konturów bez rozbudowanej obsługi produkcji. Pozwalają poznać zasadę działania nestingu bez konieczności inwestowania od razu w profesjonalny system.
Jeżeli nesting ma być częścią procesu projektowania i obróbki CNC, warto rozważyć bardziej rozbudowane środowisko CAD/CAM, takie jak Autodesk Fusion, albo specjalistyczne oprogramowanie przeznaczone dla konkretnej technologii cięcia.
Przy dużej produkcji decyzję najlepiej oprzeć na testach wykonanych na własnych detalach. Dobry program do nestingu powinien nie tylko ciasno układać elementy, ale również pasować do maszyny, materiału i sposobu organizacji produkcji w danym zakładzie. W praktyce właśnie te czynniki decydują, czy oprogramowanie rzeczywiście usprawni pracę i ograniczy ilość odpadu.
Źródło: www.force.org.pl
