CNC 切割時如何在 4x8 板上排版零件
當 CNC 訂單用到板材時,板材張數往往是報價裡最大的一項材料費。決定這個數字的是排版(nesting),也就是零件在每張板上的擺放方式。排得更緊湊,小訂單能省一張板,大訂單能省好幾張。下面講講原理,以及你在設計時能做些什麼。
板材沒有標稱的那麼大
一張「4×8」的合板或 MDF 是 48 × 96 in。公制板通常是 1220 × 2440 mm,略大一些。波羅的海樺木則常見 5×5 ft(60 × 60 in,即 1525 × 1525 mm)的板幅。但並不是全部面積都能用:
- 邊距。 創客會在四周留出一圈,用來打螺絲、上夾具,或者因為出廠邊不一定直、不一定方。半英吋到一英吋很常見。
- 零件間隙。 刀具會去掉一條與直徑同寬的通道。每個零件旁邊都需要這條間隙:1/4 in 的刀意味著零件之間要留 1/4 in。在電漿切割台上,這個間隙是切縫,通常更窄。
- 缺陷。 合板可能有空洞、補片或破損的角,創客會避開。
基本演算法
對於簡單網格排列的相同矩形零件:
橫向數量 = 向下取整((板寬 − 2 × 邊距 + 間隙)÷(零件寬 + 間隙))
縱向同理,然後相乘。板材一側的「+ 間隙」是因為最後一個零件後面不需要間隙。
例子: 12 × 18 in 的層板,排在 4×8 板上,1/4 in 刀,1/2 in 邊距。
- 可用寬度:48 − 1 = 47 in。橫向:向下取整(47.25 ÷ 12.25)= 3。
- 可用長度:96 − 1 = 95 in。縱向:向下取整(95.25 ÷ 18.25)= 5。
- 每張板 15 件。
把零件旋轉 90°,得到向下取整(47.25 ÷ 18.25)× 向下取整(95.25 ÷ 12.25)= 2 × 7 = 14,所以第一種方向更好。四十件不管怎麼排都需要三張板。
板材排版計算器 會替你算,兩個方向都試,支援英吋或公釐,以及 4×8、公制和 5×5 板。
小改動省下一張板
網格排版在邊緣附近毫不留情。在例子中,15.5 in 寬的零件橫向能放三件(3 × 15.5 + 2 × 0.25 = 47 in,剛好在 47 in 可用寬度內)。到了 15.75 in,就只能放兩件,你損失了三分之一張板。
如果設計有餘地,檢查一下零件尺寸離這種臨界點有多近。從一個不關鍵的尺寸上削掉四分之一英吋,有時就能多出一整排。
紋理方向
合板有面板紋理,外露零件很在意這一點。櫃門、抽屜面板和桌面通常需要紋理朝同一方向。這樣創客就不能隨意旋轉零件來多放幾件。
如果某些零件不在乎紋理方向(隱藏的背板、要上漆的層板、MDF),請說明。這給了創客更多空間去緊湊排版。
混合零件和異形排版
真實專案裡很少全是相同的矩形。一個書架有側板、層板、背板和頂板。帶排版功能的 CAM 軟體(VCarve、Aspire、Fusion 以及專用排版工具)會自動擺放各種形狀,透過旋轉和巢狀排列儘量用滿板材。弧形和不規則零件可以嵌進彼此的開口裡。
這就是為什麼創客算出的板材張數可能比你手算的少。也是為什麼一次性把完整開料清單放進一個訂單,通常比零零散散地下單更便宜:形狀越多,排版軟體填補空隙的辦法就越多。
餘料
每張板都會留下餘料。問問創客能否把餘料隨訂單一起寄回(試切和小專案很有用),或者能否用上一張板的餘料切小零件——有些創客會在價格裡體現這一點。
連接點、洋蔥皮和小零件
大板上的小零件需要固定。創客會用連接點(留著不切的小橋)或洋蔥皮(在切縫底部留一層薄皮,之後再修掉)。很小的零件可能需要額外間距才能放下連接點。如果有幾十個小零件,請提前說明,這會同時影響排版和後處理時間。
板英呎與成本
板材按張出售,但如果要和實木比較,板英呎(board feet)這個數字會有幫助。1 板英呎是 12 × 12 × 1 in,所以一張 3/4 in 厚的 4×8 板是 48 × 96 × 0.75 ÷ 144 = 名義 24 板英呎。
報價通常按用掉的板材張數計算材料,有時會把最後一張部分使用的板按比例計入。機時取決於刀路長度而不是板材張數,所以緊湊排版能省材料,但省不了多少切削時間。
測量實際厚度
如果零件要插接,實際板厚比標籤更重要。「3/4 in」合板常常略薄,公制波羅的海樺木是 18 mm。請創客在批量切割前測量板材並調整槽寬。
要提供什麼
- 開料清單:零件名、寬、長、厚、數量,以及需要時的紋理方向。
- 非矩形零件的 1:1 DXF 或 SVG 檔案。
- 是否需要退回餘料。
- 材料和等級(例如 3/4 in 波羅的海樺木,B/BB 面),或「由創客決定」。
- 表面處理、交期,以及自取還是配送。
然後發布需求,讓創客排版並報價。發布免費,沒有買家手續費,在零件送達、你確認收貨之前,付款由平台暫扣。