CNC加工で4x8シートにパーツをネスティングする方法
板材を使うCNC加工では、シートの枚数が見積もりの中でいちばん大きな材料費になることがよくあります。その枚数を決めるのがネスティング、つまり各シートへのパーツの並べ方です。詰めて並べれば、小さな依頼で1枚、大きな依頼なら数枚の節約になります。仕組みと、デザイン側でできる工夫を紹介します。
シートは表示ほど大きくない
「4×8」の合板やMDFは48 × 96 inです。メートル法のシートは一般に1220 × 2440 mmで、少し大きめです。バルチックバーチは5×5 ft(60 × 60 in、1525 × 1525 mm)のシートで売られることが多いです。ただし、その面積すべてが使えるわけではありません。
- 端の余白。 ビス留めやクランプのため、また工場出荷の端が必ずしもまっすぐ直角ではないため、メーカーは周囲に帯を残します。0.5〜1 inが一般的です。
- パーツ間の隙間。 ビットは直径分の溝を削り取ります。各パーツの隣にはその隙間が必要で、1/4 inのビットならパーツ間に1/4 inです。プラズマテーブルでは切り幅で、たいていもっと狭くなります。
- 欠点。 合板には空洞、埋め木、角の傷みがあることがあり、メーカーはそこを避けます。
基本の計算
同じ長方形のパーツを単純な格子状に並べる場合:
幅方向の個数 = 切り捨て((シート幅 − 2 × 余白 + 隙間) ÷ (パーツ幅 + 隙間))
長さ方向も同様に計算して掛け合わせます。シート側の「+ 隙間」は、最後のパーツの後ろには隙間が要らないことを考慮したものです。
例: 12 × 18 inの棚板を4×8シートに、1/4 inビット、余白1/2 in。
- 使える幅:48 − 1 = 47 in。幅方向:切り捨て(47.25 ÷ 12.25)= 3。
- 使える長さ:96 − 1 = 95 in。長さ方向:切り捨て(95.25 ÷ 18.25)= 5。
- 1枚あたり15個。
パーツを90°回すと、切り捨て(47.25 ÷ 18.25)× 切り捨て(95.25 ÷ 12.25)= 2 × 7 = 14なので、最初の向きのほうが有利です。40個ならどちらでも3枚必要です。
シートネスティング計算ツールはこれを自動で計算し、両方の向きを試して、4×8、メートル法、5×5のシートでインチでもミリでも使えます。
小さな変更で1枚浮くとき
格子状のネスティングは端の近くで容赦がありません。例では、幅15.5 inのパーツは幅方向に3つ入ります(3 × 15.5 + 2 × 0.25 = 47 inで、使える47 inにちょうど収まる)。15.75 inだと2つしか入らず、シートの3分の1を失います。
デザインに余裕があるなら、パーツの寸法がそうした境目にどれだけ近いかを確認しましょう。重要でない寸法を1/4 in削るだけで、1列まるごと増えることがあります。
木目の方向
合板には表板の木目があり、見えるパーツでは重要です。キャビネットの扉、引き出しの前板、天板は、たいてい木目を一方向にそろえる必要があります。そのため、メーカーは多く入れるためにパーツを自由に回せません。
隠れる背板、塗装する棚板、MDFなど、木目の向きが関係ないパーツがあれば伝えましょう。メーカーがより詰めて並べられます。
形の違うパーツと実形状ネスティング
実際のプロジェクトで同じ長方形ばかりということはまずありません。本棚には側板、棚板、背板、天板があります。ネスティング機能付きのCAMソフト(VCarve、Aspire、Fusion、専用のネスティングツール)は、形の違うパーツを自動で回転させ組み合わせて、シートをできるだけ使い切るように配置します。曲線や不規則な形のパーツを、ほかのパーツの切り抜き部分に入れ込むこともできます。
だからメーカーのシート枚数は、あなたの手計算より少なくなることがあります。そして、すべてのカットリストを1つの依頼でまとめて送るほうが、パーツをばらばらに頼むより安くなるのもそのためです。形が多いほど、ソフトが隙間を埋める手段も増えます。
端材
どのシートからも端材が出ます。端材を注文と一緒に送ってもらえるか(試し切りや小物づくりに便利)、前のシートの端材から小さなパーツを切れるか聞いてみましょう。それを価格に反映するメーカーもいます。
タブ、オニオンスキン、小さなパーツ
大きなシート上の小さなパーツは固定が必要です。メーカーはタブ(切り残した小さなブリッジ)かオニオンスキン(切削の底に残し、後で取り除く薄い層)を使います。非常に小さなパーツはタブを付けるために余分な間隔が必要なこともあります。小さなパーツが何十個もある場合は伝えましょう。ネスティングにも仕上げの時間にも影響します。
ボードフィートと費用
板材はシート単位で売られますが、無垢材と比べるならボードフィートの数値が役立ちます。1ボードフィートは12 × 12 × 1 inなので、3/4 in厚の4×8シートは48 × 96 × 0.75 ÷ 144 = 公称24ボードフィートです。
見積もりでは材料を使ったシート枚数で計算するのが普通で、最後の一部だけ使ったシートの分を按分することもあります。機械時間はシート枚数ではなくツールパスの長さで決まるので、詰めて並べても材料は節約できますが、加工時間はあまり減りません。
実際の厚みを測る
パーツを差し込んで組むなら、ラベルより実際の板厚が重要です。「3/4 in」の合板は少し薄いことが多く、メートル法のバルチックバーチは18 mmです。ロットを切る前にシートを測り、スロット幅を調整してもらいましょう。
送るもの
- カットリスト:パーツ名、幅、長さ、厚み、数量、必要なら木目の方向。
- 長方形でないパーツのDXFまたはSVGファイル(1:1)。
- 端材を返してほしいかどうか。
- 素材とグレード(例:3/4 inバルチックバーチ、表板B/BB)、または「メーカーにお任せ」。
- 仕上げ、納期、引き取りか配送か。
あとは依頼を投稿して、メーカーにネスティングと見積もりを任せましょう。投稿は無料、購入者手数料もなく、パーツが届いて受け取りを確認するまでお支払いは保留されます。