Što je nesting u rezanju?

Nesting je raspoređivanje dijelova — obično nepravilnih oblika — na ploči materijala tako da se cijela narudžba izreže iz najmanje ploča, uz najmanje otpada. Budući da radi sa stvarnim obrisom svakog dijela, dijelovi se mogu zakrenuti i uklopiti u prazne džepove svojih susjeda, što običan pravokutni raspored ne može.

Koja je razlika između nestinga i giljotinskog rezanja?

Giljotinsko rezanje radi ravne rezove od ruba do ruba, pa je svaki dio pravokutnik, a raspored je mreža traka — to radi formatna pila. Nesting postavlja proizvoljne poligone i pušta ih da se isprepliću, pa odgovara strojevima koji mogu slijediti bilo koju putanju: laseru, plazmi, vodenom mlazu i glodalicama. Nesting stane više oblika na ploču, ali se rezultat ne može izrezati na formatnoj pili.

Smanjuje li nesting otpad materijala?

Da, kada su dijelovi nepravilni. Pravokutni optimizator mora rezervirati cijeli granični okvir svakog dijela, pa se prazan zrak oko krivulje ili ureza gubi. Nesting povraća taj zrak uklapanjem dijelova jednih u druge. Na reprezentativnom poslu od 272 nepravilna dijela, nesting po stvarnom obliku iskoristio je 6 ploča ondje gdje su isti dijelovi po graničnom okviru trebali 9.

Može li nesting izbjeći greške ili stege na ploči?

Da. Mehanizam za nesting može uzeti u obzir zone isključenja — područja ploče označena kao zabranjena, poput greške, čvora, otiska stege ili unaprijed otisnutog dijela — i ondje ne postaviti nijedan dio. CutOptimova krajnja točka za nesting prihvaća ih po ploči.

Radi li CutOptim nesting po stvarnom obliku?

Da. CutOptim radi nesting po stvarnom obliku i u web aplikaciji — namjenski Nesting način u kojem obrise svojih dijelova uvozite kao SVG ili DXF, slažete na ploče sa zonama isključenja i izvozite SVG/DXF/PDF/Excel — i na Engine API-ju na POST /v1/optimize/nest, za razvojne programere i strojni softver. Determinističan je — isti dijelovi uvijek daju isti raspored.

Što je nesting? Optimizacija rezanja po obliku

Q: Koje industrije koriste nesting?

Svaka radionica koja reže nepravilne oblike iz ploče ili role: lasersko, plazma i rezanje vodenim mlazom; obrada lima; tekstil i odjeća; kožna galanterija; brtve i zaptivke; staklo; izrada natpisa; te ambalaža ili štancanje. Pravokutni poslovi — ploče, daske, šipke — ne trebaju nesting i bolje ih je rezati giljotinskim rasporedom.

Nesting je način na koji raspoređujete dijelove na ploči materijala tako da se cijeli posao izreže iz najmanje ploča. Kada su dijelovi nepravilnih oblika — ne jednostavni pravokutnici — nesting je ono što im omogućuje da se isprepliću i dijele prostor, a odatle dolazi stvarna ušteda materijala.

Što je nesting?

Zamislite da morate izrezati pedeset nepravilnih nosača iz čeličnog lima. Rasporedite ih u urednu mrežu i svaki sjedi unutar vlastitog pravokutnika, dok prazan prostor oko njegovih krivulja i ureza ide ravno u otpad. Nesting umjesto toga tretira svaki dio kao njegov stvarni obris i uklapa dijelove u praznine koje ostavljaju njihovi susjedi — trokut uglavljen pod krak slova L, mali komad koji popunjava urez velikoga. Cilj je uvijek isti: postaviti svaki dio, koristeći što je moguće manje ploča.

To je verzija dobrog pakiranja kovčega, ali za rezanje ploča. I kao kod pakiranja kovčega, oblik onoga što pakirate cijela je poanta.

Nesting vs. giljotinsko rezanje

Postoje dva iz temelja različita načina rezanja ploče, i odgovaraju različitim strojevima.

Giljotinsko rezanje radi ravne rezove koji idu od ruba do ruba. Svaki rez prelazi cijelu ploču (ili cijelu traku koju je ostavio raniji rez), pa dijelovi završavaju kao mreža pravokutnika. To radi formatna pila i pravi je model za ploče, daske, staklo i šipke. Naš vodič giljotinsko vs. slobodno rezanje detaljnije obrađuje taj kompromis.
Nesting (naziva se i slobodno ili rezanje po stvarnom obliku) postavlja proizvoljne poligone i pušta ih da se preklope u konkavne džepove jedni drugih. Stane više na ploču, ali se raspored ne može proizvesti na formatnoj pili — treba vam stroj koji može slijediti bilo koju putanju.

Nijedan nije “bolji” u apstraktnom smislu. Ako su vaši dijelovi pravokutnici, giljotinski se raspored brže proizvodi i jednako je učinkovit. Ako su vaši dijelovi oblikovani, nesting je jedino što povraća izgubljeni zrak.

Zašto je stvarni oblik važan

Razlog zašto nesting štedi materijal najlakše se vidi usporedbom s poštenom pravokutnom alternativom: dajte svakom dijelu njegov granični okvir (najmanji pravokutnik koji ga sadrži) i složite te okvire.

Na reprezentativnom poslu od 272 nepravilna dijela na standardnoj ploči, nesting po stvarnom obliku iskoristio je 6 ploča. Isti ti dijelovi, složeni po svojim graničnim okvirima, trebali su 9 — trećinu više materijala, isključivo zato što granični okvir broji prazan prostor oko svakog oblika kao pun.

Istih pet nepravilnih dijelova raspoređenih na dva načina: složeni po stvarnom obliku, pet ih stane na jednu ploču; uokvireni graničnim okvirom, samo četiri stanu, a peti treba drugu ploču. — Isti dijelovi, dva rasporeda. Nesting po stvarnom obliku isprepliće dijelove i stane više na ploču; pakiranje po graničnom okviru rezervira pravokutnik svakog dijela, trošeći prostor oko njega — pa za isti posao treba više ploča.

To također objašnjava čestu zamku: postotak “gustoće” ili “iskoristivosti” kod pakiranja po graničnom okviru može očitati više za lošiji rezultat, jer broji taj zrak u urezu kao popunjen. Jedini broj koji pošteno uspoređuje ta dva pristupa jest broj ploča za iste fizičke dijelove. Izmjerenu usporedbu možete vidjeti na našoj stranici s benchmarkom.

Kako radi softver za nesting

Pravokutni optimizator mora rasuđivati samo o širinama i visinama. Mehanizam za nesting radi s geometrijom: uzima obris svakog dijela kao poligon, isprobava ga u različitim zakretanjima i traži položaj na kojem se dio ne preklapa ni s jednim već postavljenim dijelom, ni s rubom ploče, ni s ijednom zonom isključenja. Budući da su oblici proizvoljni, broj načina na koji ih se može rasporediti astronomski je velik, pa mehanizam koristi geometrijsku heuristiku — brzi test kolizije uz strategiju postavljanja — umjesto provjere svake kombinacije.

Dva svojstva razdvajaju proizvodni mehanizam za nesting od igračke. Prvo je determinizam: isti ulaz uvijek bi trebao dati isti raspored, kako biste iz njega mogli izraditi ponudu, spremiti ga u predmemoriju i reproducirati posao mjesecima kasnije. Drugo je da prijavljuje pošten pokazatelj — broj ploča koje fizički dijelovi stvarno trebaju — umjesto brojke o gustoći koja uljepšava zrak graničnog okvira. CutOptimov mehanizam gradi se na oba: deterministička pretraga s fiksnim sjemenom i prijavljivanje broja ploča.

Koje industrije koriste nesting?

Nesting je važan svugdje gdje su dijelovi nepravilni, a materijal skup. Uobičajene:

Lasersko rezanje — lim, akril, drvo i više; laser slijedi bilo koji obris, pa je nesting standard.
Plazma rezanje — deblje čelične ploče za konstrukcijske i strojne dijelove.
Rezanje vodenim mlazom — kamen, staklo, metal i kompoziti, gdje mlaz hladno reže bilo koji oblik.
Obrada lima — nosači, kućišta, dijelovi šasije probijeni ili izrezani iz kolutova i limova.
Tekstil i odjeća — krojni dijelovi složeni na rolama tkanine, gdje je postotni bod iskoristivosti velik trošak.
Kožna galanterija — kože su nepravilne i imaju greške koje treba izbjeći, pa je nesting sa zonama isključenja ključan.
Brtve i zaptivke — prstenovi i oblikovani profili štancani ili rezani vodenim mlazom iz gume i kompozitne ploče.
Staklo — oblikovana stakla za namještaj, uređaje i arhitekturu.
Izrada natpisa — izrezana slova i oblici iz akrila, aluminijskog kompozita i vinila.
Ambalaža i štancanje — oblici kartona i naljepnica složeni na ploči i foliji.

Ako umjesto toga režete ploče, daske ili šipke po mjeri, to je pravokutni posao — problem rezanja materijala koji se najbolje rješava giljotinskim rasporedom, a možete ga isprobati u kalkulatoru rezanja ploča.

Zone isključenja: rezanje oko grešaka

Stvarni materijal rijetko je savršen. Koža ima ožiljke, čelični lim ima ogrebotinu ili unaprijed otisnut kut, stezni pribor treba stegu negdje na stolu. Dobar mehanizam za nesting omogućuje da to označite kao zone isključenja — područja gdje se nijedan dio ne smije postaviti — pa nesting automatski radi oko njih. To je nešto što običan pravokutni optimizator ne može izraziti, i jedan je od najvećih praktičnih razloga zašto radionice posežu za nestingom po stvarnom obliku.

Ploča materijala sa šrafiranom zonom isključenja koja označava grešku u jednom kutu; svaki složeni dio postavljen je izvan te zone. — Zona isključenja označava dio ploče kao zabranjen — greška, stega, unaprijed otisnuto područje — a nesting postavlja svaki dio oko nje.

Nesting s CutOptimom

CutOptim radi nesting po stvarnom obliku na dva mjesta. U web aplikaciji optimizator ima namjenski Nesting način: uvezite obrise svojih dijelova kao SVG ili DXF, složite nepravilne poligone na ploče, označite zone isključenja za greške ili stege i izvezite raspored kao SVG, DXF, PDF ili Excel — za lasersko, plazma i rezanje vodenim mlazom. A na CutOptim Engine API-ju isti je mehanizam pozivljiv preko HTTP-a za razvojne programere, ERP sustave i strojni softver.

Dio je poligon (s opcionalnim unutarnjim rupama), ploče zalihe mogu nositi zone isključenja, a svaki postavljeni dio dobiva svoj položaj i zakretanje. Determinističan je — isti dijelovi uvijek daju isti raspored, pa ga možete spremiti u predmemoriju, revidirati i reproducirati lanjski posao. Puni oblik zahtjeva i odgovora nalazi se u referenci API-ja.