ネスティング（プロセス）

製造業において、ネスティングとは、原材料の無駄を最小限に抑えるために切断パターンをレイアウトするプロセスを指します。^{[1]例としては、}板金、ガラスシート、布ロールなどの平らな原材料から部品を製造したり、鉄筋から部品を切断したりすることが挙げられます。

このようなプロセスは、 3D 印刷などの積層造形にも適用できます。ここで求められる利点には、製品を製造しないツールの動きを最小限に抑えることや、1 回のビルドセッションで製造できるピースの数を最大化することなどがあります。カットピースのネスティングとの違いの 1 つは、3D パーツは高さに応じて断面が変化することが多く、構築時に隣接するパーツ間で干渉が発生する可能性があることです。

種類

ネスティングプロセスはパーツの種類によって異なります。

1Dネスティング - バー、トラス、ワイヤー、パイプ、レールなどの1次元部品の切断最適化用
2Dネスティング - 板金、布、ガラス、紙、皮革などの平らな部品の切断の最適化
- 長方形のネストと複数の自由形状の 2D 形状のネスト（オプションで穴や島を含む）
- 固定シートからのネスティングと無限ロールからのネスティング
3Dネスティング - 箱、輸送コンテナ、3Dプリント部品などの3D部品の梱包最適化
- 自由形状 3D オブジェクトのネスト/パッキング

プロセス

切断中に発生するスクラップ原材料の量を最小限に抑えるために、企業はネスティングソフトウェアを使用します。^[1]これは、無駄を避けるために切断パターンの理想的な分布の計算を自動化します。^[2]このプロセスでは、特定の時点で製造される部品（形状）を分析します。次に、アルゴリズムを使用して、これらの部品をどのように配置するかを決定します。これにより、必要な数の部品を製造しながら、無駄になる原材料（またはスペース）の量を最小限に抑えます。

既製のネスティングソフトウェアパッケージは、最適化のニーズに対応しています。長方形のネスティングのみに対応するものもあれば、必要なパーツがどんな奇妙な形状でもかまわないプロファイルまたはシェイプネスティングを提供するものもあります。これらの不規則なパーツは、一般的なコンピュータ支援設計(CAD) ツールを使用して作成できます。ここでは、ネスティングソフトウェアを CAD 図面とカット出力の接続として使用できます。^[3]

プロファイルネスティングソフトウェアのほとんどは、IGES または DXF プロファイルファイルを自動的に読み取ることができ、組み込みコンバーターで動作するものもあります。シェイプネスティングで重要な考慮事項は、問題のソフトウェアがブロックネスティング (長方形) ではなく、実際に真のプロファイルネスティングを実行するかどうかを確認することです。ブロックネスティングでは、シェイプの周りに仮想の長方形が描かれ、次に長方形が横に並べられますが、これは実際にはプロファイルネスティングではありません。無駄を削減する余地が残っています。

ネスティングソフトウェアでは、次のような、使用する材料と加工技術の制限と特徴を考慮する必要があります。

原材料が固定されている場所では機械加工を行うことはできません。
一部の機械は、特定の時点で材料の半分しかアクセスできません。機械は自動的にシートを裏返し、残りの半分にアクセスできるようにします。
パンチングを行う場合、パンチツールの幅を考慮する必要があります。
機械の制限により、せん断はシートの特定の領域でのみ許可される場合があります（たとえば、常にシート全体にわたって）。
一部の切断技術（プラズマ）では、部品間の最小限のオフセットが必要です。

ネスティングソフトウェアでは、次のような材料特性も考慮する必要があります。

廃棄しなければならない材料の欠陥。
さまざまな部品に必要な対応する品質レベルに一致する必要があるさまざまな品質領域。
方向の制約。これは、印刷されたパターンまたは繊維の方向 (木目) から生じる場合があります。
原材料の表側と裏側。

多くの機械メーカーは、使いやすさを実現し、特定の機械の機能を最大限に活用できるように設計された独自のカスタムネスティングソフトウェアを提供しています。

製造業者が複数のベンダーの機械を運用している場合、サードパーティベンダーの既製のネスティングソフトウェアパッケージを使用することをお勧めします。そうすれば、利用可能などの機械でもジョブを実行できる可能性があり、スタッフは複数の異なるソフトウェアパッケージを学習する必要がなくなります。

参照

材料は、オフラインブランキングダイ、レーザー、プラズマ、パンチ、せん断ブレード、超音波ナイフ、ウォータージェットカッターを使用して切断できます。

参考文献

^ ab Naboni, Roberto; Paoletti, Ingrid (2015).建築設計と施工における高度なカスタマイズ。Cham: Springer。p. 163。ISBN 978-3-319-04422-4。
^ シュミット、マリオ; シュピース、ハンネス; ハウバッハ、クリスチャン; キューネ、クリスチャン (2018)。効率的な資源管理のパイオニア100人: 生産企業のベストプラクティス事例。ハイデルベルク: シュプリンガー。p. 486。ISBN 978-3-662-56744-9。
^ Vilumsone-Nemes, Ineta (2018).繊維材料の工業的切断。ダックスフォード、イギリス：ウッドヘッド出版。p. 128。ISBN 978-0-08-102122-4。

[:0-1] Naboni, Roberto; Paoletti, Ingrid (2015).建築設計と施工における高度なカスタマイズ。Cham: Springer。p. 163。ISBN 978-3-319-04422-4。

[2] シュミット、マリオ; シュピース、ハンネス; ハウバッハ、クリスチャン; キューネ、クリスチャン (2018)。効率的な資源管理のパイオニア100人: 生産企業のベストプラクティス事例。ハイデルベルク: シュプリンガー。p. 486。ISBN 978-3-662-56744-9。

[3] Vilumsone-Nemes, Ineta (2018).繊維材料の工業的切断。ダックスフォード、イギリス：ウッドヘッド出版。p. 128。ISBN 978-0-08-102122-4。