Nesting beim Blechschneiden meistern: Expertentipps & Best Practices

Die Gesamtproduktionskosten von Blechbearbeitung hängen von Material- und Bearbeitungskosten ab, wobei erstere den größten Anteil ausmachen. Deshalb ist das Nesting Ihrer Teile in der Datei ein wichtiger Schritt im Designprozess für Blechprojekte.

Was ist Nesting beim Blechschneiden?

Im Fertigungskontext bezeichnet „Nesting“ allgemein den Prozess, mehrere Teile auf einem einzelnen Blech anzuordnen, um Verschnitt zu reduzieren und die Produktion zu optimieren. Dies wird in der Industrie weit verbreitet eingesetzt, um Abfall zu minimieren und Kosten zu sparen.

Eine DXF-Datei ist das bevorzugte Format für unsere Blechschneideservices. Dedizierte CAD-Software kann Ihre Teile automatisch nesten und eine DXF-Datei für weitere Operationen exportieren.

Sollten Sie Ihre Teile nesten?

Bevor wir zu Best Practices kommen, fragen wir uns, ob wir uns die Mühe machen sollten, unsere Teile zu nesten. Die Antwort hängt weitgehend davon ab, woher Sie kommen.

Wenn Sie Hersteller sind, sind Nested-Dateien für Blechschneiden ziemlich Standard und oft erforderlich, um das verfügbare Material optimal zu nutzen und die Produktion zu optimieren.

Aus der Perspektive des Käufers, der Teile fertigen lassen möchte, ist wichtig zu beachten, dass die meisten Blechschneidebetriebe bereits über die Mittel und Erfahrung mit genesteten Teilen verfügen. In manchen Fällen kann eine bereits genestete Datei sogar hinderlich sein, da sie den Hersteller in eine vordefinierte Konfiguration zwingt, die möglicherweise weniger ideal ist.

Beispielsweise arbeiten viele Blechteilhersteller mit Material, aus dem bereits Teile ausgeschnitten wurden. Es könnte sie zwingen, ein komplett neues Blech zu verwenden, statt eines, das sie durch eigenes Nesting besser ausnutzen könnten. Hersteller sind auch besser mit Blechgrößen, Maschinenlimitierungen etc. vertraut.

Kurz gesagt: Manchmal ist es für beide Seiten einfacher, wenn Sie Ihre Teile als einzelne Dateien senden. Es gibt Fälle, in denen es Sinn macht, Teile vorab zu nesten – etwa wenn die genestete Datei ein ganzes Blech verbraucht, oder wenn der Kunde sein eigenes Material liefert.

Die Auswirkung von Geometrie und Positionierung. Praktische Beispiele mit der Instant Quoting Engine

Beispiel 1

Die Entscheidung, Teile zu nesten oder nicht, hängtmostly von der Teilegeometrie ab. Wir nutzen die folgenden Illustrationen, um zu zeigen, wann Nesting Kosten spart und wann nicht.

Wir haben zwei verschiedene DXF-Dateien mit Teilen gleicher Größe, aber unterschiedlicher Anordnung erstellt:

• In der ersten Datei sind die Teile weiter auseinander angeordnet und belegen ein größeres Blech.
• In der zweiten sind sie nebeneinander platziert und belegen ein kleineres Blech.

Wir luden diese Dateien mit identischen Parametern (Material, Blechdicke, Veredelung etc.) in die Instant Quoting Engine (IQE) hoch. Der Algorithmus erkannte diese beiden unterschiedlichen Dateien als identisch und lieferte denselben Preis:

Das geschah, weil der Algorithmus nur den „nützlichen“ Platz erkennt, den die Teile einnehmen. Wenn Sie dieselben Teile in verschiedene Dateien aufteilen und in die IQE hochladen, bleibt der Gesamtpreis gleich.

Aber für Hersteller ist es praktischer, mit separaten Dateien zu arbeiten. Sie können die Teile selbst anordnen, wenn sie die Maschine einrichten, unter Berücksichtigung der Bleche, die sie vorrätig haben.

Beispiel 2

Für das zweite Beispiel nutzten wir zwei weitere unterschiedliche DXF-Dateien:

• In der ersten Datei sind die Teile getrennt angeordnet.
• In der zweiten Datei schneiden sich die Bounding Boxes derselben Teile.

Diesmal erkannte die IQE die Dateien unterschiedlich und gab einen besseren Preis für die Datei, in der sich die Teile überlappen:

Kurz gesagt: Wenn die Bounding Boxes einzelner Komponenten nicht denselben Raum einnehmen können, haben Sie keinen Vorteil davon, Teile in derselben Datei zu nesten.

Nesting-Dateien für Blechschneiden mit Xometry

Wie bereits erwähnt, ist die ideale Methode zur Erstellung von Nesting-Dateien für Blech die Verwendung dedizierter CAD-Software, die normale Designs automatisch in genestete DXF-Dateien umwandelt. Beim Angebot der genesteten Teile sollten Sie folgende Vorteile und Überlegungen beachten.

Vorteile von Nesting-Dateien:

• Verschiedene Teile unter einer Positionsnummer anbieten statt mehrerer Positionen für mehrere Teile
• Mehrfache Teile-Uploads und Konfigurationen vermeiden
• Problemlose Konfiguration von Material, Veredelung und anderen Optionen mit einer einzigen Positionsnummer

Überlegungen zu Nesting-Dateien:

• Alle genesteten Teile müssen dieselbe Dicke, dasselbe Material und dieselbe Veredelung haben
• Teile sorgfältig gemäß formeller Inspektion nach Maßbericht nesten. Hochladen einer 2D-Zeichnung für jedes Bauteil ist vorteilhaft für korrekte Prüfung
• 6,5 mm Rand und 0,8 mm Abstand zwischen einzelnen Teilen für Laserschneiden
• Um Verlust kleiner, filigraner und komplexer genesteter Komponenten zu vermeiden, wird empfohlen, für Teile unter 50 mm Ausreißlaschen (breakaway tabs) hinzuzufügen

Best Practices für Nesting von DXF-Dateien beim Blechschneiden

1. Häufige Designfehler beheben

Es ist sehr wichtig, nach potenziellen Designfehlern zu suchen, die eine unbrauchbare Datei erzeugen und den gesamten Fertigungsprozess verlangsamen. Kosten während der Designphase sind minimal, während Korrekturkosten während der Fertigung um ein Vielfaches höher sind.

Daher ist es besser, eine fehlerfreie Datei vor dem Angebot und der Fertigung zu erstellen. Häufige Probleme:

• Doppelte oder überlappende Linien, Kurven, Punkte etc.
• Nicht entfernte Informationen wie Titelblock, Anmerkungen, Bemaßungen
• Offene Geometrien wie offene Kurven, getrennte Linien etc.
• Linien mit Längen kleiner null

Design-Tipp: Exportieren Sie Ihre Designs als Polylinien, um sicherzustellen, dass die Geometrie kontinuierliche geschlossene Elemente hat. Stellen Sie immer sicher, dass Nicht-Profil-Elemente wie Titel, Texte und Hilfslinien entfernt werden.

2. Splines vermeiden

Splines sind gängige Designmerkmale in CAD. Sie werden verwendet, um komplexe Geometrien wie Zahnradprofile zu erzeugen. Das Problem bei CNC-Maschinen: Sie laufen auf G-Code und können Splines nicht lesen. Sie funktionieren typischerweise nur mit linearen oder kreisförmigen Bewegungen.

Daher lesen sie Splines als Linien oder Bögen. Dies führt zum Verlust geometrischer und dimensionsgenauer Genauigkeit.

Design-Tipp: Verwenden Sie Linien und Bögen in Ihrem Design, wo immer möglich, um Splines zu ersetzen. Exportieren Sie als Polylinien, nicht als Splines.

3. Abstand zwischen den Teilen einhalten

Abstand zwischen den Teilen wird empfohlen, um sicherzustellen, dass die genesteten Teile wie gewünscht herauskommen. Dies berücksichtigt den Kerf – die Breite des beim Schneiden entfernten Materials.

Der allgemeine Kerf variiert je nach Prozess, aber folgende Richtlinien sind nützlich:

• Laserschneiden Kerf: 0,08 – 1 mm
• Plasmaschneiden Kerf: 2 – 3 mm
• Wasserstrahlschneiden Kerf: 0,76 – 1,02 mm

4. Ausreißlaschen (Breakaway Tabs) für kleine Teile

Das Hinzufügen von Ausreißlaschen für kleine Teile oder solche mit filigranen und empfindlichen Merkmalen reduziert Verlust und Beschädigung während der Fertigung. Sie helfen auch, alle Teile nach dem Schneiden auf dem Blech zu halten, z. B. für zusätzliche Nachbearbeitung bei sehr dünnem Material.

Design-Tipp: Es wird empfohlen, Ausreißlaschen für Teile kleiner als 50 mm oder mit empfindlichen Merkmalen hinzuzufügen. Laschen von ca. 0,05 mm funktionieren für die meisten Teile.

5. Teile mit Nesting-Software optimieren

Die Verwendung automatisierter Nesting-Funktionen oder dedizierter Optimierungssoftware wie Autodesk Fusion 360 (Xometry Add-in herunterladen) oder ProNest hilft, die maximale Anzahl Teile in den verfügbaren Raum zu pressen.

Diese Software kann auch komplexe Formen unterbringen, die manuell schwer zu erreichen sind. Es wird dringend empfohlen, die Datei nach der Nesting-Optimierung als DXF zu exportieren.

Design-Tipp: Viele gängige CAD-Software haben eine eingebaute Nesting-Funktion. Prüfen Sie, ob Ihre Software dies bietet, oder nutzen Sie eine Software, die Dateien einfach nesten kann.

CAD-Dateien vorbereiten und online hochladen

Das Nesting von Blechteilen vereinfacht den Auftrag, reduziert Material und Kosten. Das Exportieren einer genesteten DXF-Datei erleichtert die Kostenschätzung immer. Laden Sie Ihre Dateien in die Xometry Instant Quoting Engine hoch und erhalten Sie in Sekunden ein Angebot für Ihre Blechschneideprojekte.