Dominando o Nesting para Corte de Chapa: Dicas de Especialistas e Boas Práticas

O custo global de produção de operações de chapa depende dos custos de material e de maquinação, onde o primeiro ocupa uma proporção maior. É por isso que o nesting das suas peças no ficheiro é um passo importante do processo de desenho para projetos de chapa.

O que é nesting para corte de chapa?

No contexto de fabrico, o termo "nesting" refere-se geralmente ao processo de dispor múltiplas peças numa única chapa, reduzindo assim o desperdício de sucata e otimizando a produção. Isto é amplamente usado na indústria para reduzir desperdício e poupar custos.

Um ficheiro DXF é o formato preferido para os nossos serviços de corte de chapa. Softwares CAD dedicados podem fazer nesting automático das suas peças e exportar um ficheiro DXF para operações posteriores.

Deve fazer nesting das suas peças?

Antes de entrarmos nas boas práticas, vamos dar um passo atrás e perguntar se devemos fazer o esforço de fazer nesting das nossas peças. A resposta a essa pergunta dependerá maioritariamente de onde você vem.

Por exemplo, se você é um fabricante, ficheiros de nesting para corte de chapa são bastante padrão e frequentemente necessários para tirar o máximo proveito do seu material disponível e otimizar a produção.

Da perspetiva do comprador que procura fabricar peças, é importante lembrar que a maioria das oficinas de corte de chapa já terá os meios e familiaridade com peças nested. De facto, em alguns casos, pode dificultar o fabricante receber um ficheiro já nested porque o bloqueia numa configuração predefinida que pode ser menos ideal.

Por exemplo, muitos fabricantes de peças de chapa trabalham com material do qual peças já foram cortadas. Pode exigir que usem uma peça de material inteiramente nova em vez de uma que poderiam ter maximizado fazendo nesting das peças. Os fabricantes também estão mais sintonizados com tamanho de material, limitações de máquina, etc.

Em suma, às vezes é mais fácil para ambas as partes se você enviar as suas peças como ficheiros individuais. Existem casos onde faz sentido para um cliente fazer nesting das suas peças antecipadamente, como quando o ficheiro nested consumirá uma chapa inteira de material, ou quando o cliente está a fornecer o seu próprio material.

O impacto da geometria e posicionamento. Exemplos práticos com o Motor de Cotação Instantânea

Exemplo 1

A escolha de fazer nesting das suas peças ou não depende maioritariamente da geometria da sua peça. Usaremos as ilustrações abaixo para demonstrar quando o nesting é uma ferramenta de poupança de custos e quando não é.

Criámos dois ficheiros DXF diferentes com peças do mesmo tamanho mas arranjadas de forma diferente:

• No primeiro ficheiro, as peças estão arranjadas mais afastadas e ocupam uma chapa maior
• No segundo, estão colocadas lado a lado e ocupam uma chapa menor

Carregámos estes ficheiros no Motor de Cotação Instantânea (IQE) com os mesmos parâmetros: material, espessura da chapa, acabamento, etc. O algoritmo reconheceu estes dois ficheiros diferentes como idênticos e devolveu o mesmo preço:

Isto aconteceu porque o algoritmo reconhece apenas o espaço "útil" ocupado pelas peças. Então, se dividir as mesmas peças em ficheiros diferentes e carregá-los no Motor de Cotação Instantânea, o preço total permanece o mesmo.

Mas seria mais conveniente para os fabricantes trabalhar com ficheiros separados. Eles poderão arranjar as peças eles mesmos ao configurar o equipamento, tendo em conta as chapas de metal que têm.

Exemplo 2

Para o segundo exemplo, usámos outros dois ficheiros DXF diferentes:

• No primeiro ficheiro, as peças estão arranjadas separadamente
• No segundo ficheiro, as caixas delimitadoras (bounding boxes) das mesmas peças intersectam-se

Desta vez, o IQE reconheceu os ficheiros de forma diferente e deu-nos melhor preço para o ficheiro em que as peças se sobrepõem:

Em suma, se as caixas delimitadoras dos componentes individuais não puderem ocupar o mesmo espaço, não obterá benefício de fazer nesting das peças no mesmo ficheiro.

Ficheiros de nesting para corte de chapa com a Xometry

Como já mencionado, o método ideal de criar ficheiros de nesting para chapa é usar um software CAD dedicado que converte automaticamente os desenhos normais em ficheiros DXF nested. Ao cotar peças nested, deve ter em mente as seguintes vantagens e considerações.

Vantagens dos ficheiros de nesting:

• Obter diferentes peças cotadas sob uma única linha de item em vez de múltiplas linhas para múltiplas peças
• Evitar múltiplos carregamentos e configurações de peças
• Configuração sem complicações de material, acabamento e outras opções com uma única linha de item

Considerações dos ficheiros de nesting:

• Todas as peças nested devem ter a mesma espessura, material e acabamento
• Fazer nesting cuidadosamente das peças de acordo com a inspeção formal conforme relatório dimensional. Carregar um desenho 2D para cada componente é vantajoso para inspeção adequada
• Margem de 6,5 mm e espaçamento de 0,8 mm entre peças individuais para corte a laser
• Para prevenir a perda de componentes nested pequenos, delicados e intrincados, recomenda-se adicionar abas de separação (breakaway tabs) para peças abaixo de 50 mm

Boas práticas para nesting de ficheiros DXF para chapa

1. Corrigir erros de desenho comuns

É muito importante procurar potenciais erros de desenho que criem um ficheiro inutilizável que atrasa todo o processo de fabrico. Custos incorridos durante o desenho são mínimos, enquanto os custos de correção durante o fabrico são muito mais altos.

Por isso, é melhor criar um ficheiro sem erros antes de o enviar para cotação e fabrico. Abaixo estão os problemas comuns:

• Linhas, curvas, pontos, etc. duplicados ou sobrepostos
• Informação não removida como blocos de título, notas e dimensões
• Geometria aberta como curvas abertas, linhas desconectadas, etc.
• Linhas com comprimentos menores que zero

Dica de desenho: Exporte os seus desenhos como polilinhas para garantir que a geometria tem elementos fechados contínuos. Garanta sempre que elementos não de perfil, como títulos, textos e linhas auxiliares, são removidos.

2. Evitar usar splines

Splines são características de desenho comuns de CAD. São usadas para produzir geometrias complexas como perfis de engrenagens. O problema com equipamento CNC é que funcionam com G-Codes e não conseguem ler splines. Tipicamente funcionam em movimentos lineares ou circulares.

Como resultado, leem splines como linhas ou arcos. Isto leva à perda de precisão geométrica e dimensional.

Dica de desenho: Use linhas e arcos no seu desenho sempre que possível para substituir splines. Exporte em polilinhas e não em splines.

3. Manter espaçamento entre as peças

Espaçamento é recomendado entre as peças para garantir que as peças nested saem como desejado. Isto é para acomodar o kerf ou a largura do material removido no processo de corte.

O kerf geral varia com base no processo, mas as seguintes diretrizes são úteis:

• Kerf de corte a laser: 0,08 – 1 mm
• Kerf de corte a plasma: 2 – 3 mm
• Kerf de corte a jato de água: 0,76 – 1,02 mm

4. Abas de separação para peças pequenas

Adicionar abas de separação para peças pequenas ou com características intrincadas e delicadas ajuda a reduzir perda e danos às peças durante o fabrico. Também ajudam a manter todas as peças na chapa após o corte, por exemplo, pós-processamento adicional no caso de material muito fino.

Dica de desenho: Recomenda-se adicionar abas de separação a peças menores que 50 mm, ou para características delicadas. Abas de cerca de 0,05 mm funcionam para a maioria das peças.

5. Otimizar as peças com software de nesting

Usar funções de nesting automatizadas ou software dedicado de otimização como Autodesk Fusion 360 (descarregue o add-in da Xometry) ou ProNest pode ajudar a encaixar o máximo de peças no espaço disponível.

Estes softwares também conseguem encaixar formas complexas que são difíceis de alcançar normalmente. É altamente recomendado exportar o ficheiro como DXF após a otimização do nesting.

Dica de desenho: Muitos softwares CAD populares têm uma funcionalidade de nesting integrada. Verifique se o seu software tem ou use um software que possa fazer nesting de ficheiros facilmente.

Prepare os seus ficheiros CAD e carregue-os online

O nesting de peças de chapa ajuda a simplificar a encomenda, redução de material e custos. Exportar um ficheiro DXF nested torna sempre fácil a estimativa de custos. Carregue os seus ficheiros no Motor de Cotação Instantânea da Xometry e obtenha uma cotação em segundos para os seus projetos de corte de chapa.