Anidamiento (proceso)

Anidamiento rectangular simple

Anidamiento mejorado con piezas giradas

Minimizar los residuos mezclando diferentes partes

En la industria manufacturera, el anidamiento es el proceso de establecer patrones de corte para minimizar el desperdicio de materia prima . ^{[ 1 ]} Algunos ejemplos incluyen la fabricación de piezas a partir de materia prima plana como chapa metálica , láminas de vidrio, rollos de tela, corte de piezas a partir de barras de acero, etc.

Este proceso también se puede aplicar a la fabricación aditiva, como la impresión 3D . En este caso, las ventajas que se buscan incluyen minimizar el movimiento de la herramienta que no contribuye a la producción o maximizar la cantidad de piezas que se pueden fabricar en una sola sesión. Una diferencia con respecto al anidamiento de piezas cortadas es que las piezas 3D suelen tener una sección transversal que varía con la altura, lo que puede causar interferencias entre piezas adyacentes a medida que se ensamblan.

El proceso de anidamiento difiere según el tipo de pieza:

• Anidamiento 1D: para la optimización del corte de piezas unidimensionales como barras, cerchas, cables, tuberías y rieles.
• Anidamiento 2D: para la optimización del corte de piezas planas como chapa metálica, tela, vidrio, papel y cuero.
  • Anidamiento de formas rectangulares frente a anidamiento de múltiples formas 2D de forma libre (opcionalmente con agujeros/islas)
  • Anidamiento a partir de hojas fijas frente a anidamiento a partir de rollos infinitos
• Anidamiento 3D: para la optimización del embalaje de piezas 3D como cajas, contenedores de envío y piezas impresas en 3D.
  • Anidamiento/empaquetado de objetos 3D de forma libre

Para minimizar la cantidad de material de desecho producido durante el corte, las empresas utilizan software de anidamiento . ^{[ 1 ]} Este software automatiza el cálculo de la distribución ideal de los patrones de corte para evitar desperdicios. ^{[ 2 ]} El proceso implica el análisis de las piezas (formas) que se producirán en un momento determinado. Mediante algoritmos , determina cómo disponer estas piezas de manera que se produzcan las cantidades requeridas, minimizando la cantidad de material (o espacio) desperdiciado.

Los paquetes de software de anidamiento disponibles comercialmente satisfacen las necesidades de optimización. Si bien algunos solo permiten el anidamiento rectangular, otros ofrecen anidamiento de perfiles o formas, donde las piezas requeridas pueden tener cualquier forma irregular. Estas piezas irregulares se pueden crear utilizando herramientas populares de diseño asistido por computadora (CAD). En este caso, el software de anidamiento puede utilizarse como enlace entre los dibujos CAD y el resultado del corte. ^{[ 3 ]}

La mayoría del software de anidamiento de perfiles puede leer automáticamente archivos de perfil IGES o DXF; algunos incluso utilizan convertidores integrados. Un aspecto importante a considerar en el anidamiento de formas es verificar que el software en cuestión realice un anidamiento de perfil real y no solo un anidamiento de bloques (rectangulares). En el anidamiento de bloques, se dibuja un rectángulo imaginario alrededor de la forma y luego se colocan los rectángulos uno al lado del otro, lo cual no constituye un anidamiento de perfil. Aún existe margen para reducir el desperdicio.

El software de anidamiento debe tener en cuenta las limitaciones y características del material y la tecnología de mecanizado en uso, tales como:

• El mecanizado no puede realizarse cuando la materia prima está sujeta con abrazaderas;
• Algunas máquinas solo pueden acceder a la mitad del material en un momento dado; la máquina voltea automáticamente la hoja para permitir el acceso a la mitad restante;
• Al perforar, se debe tener en cuenta el ancho de la herramienta de perforación;
• El corte por cizallamiento solo se permite en ciertas áreas de la lámina debido a las limitaciones de la maquinaria (por ejemplo, siempre en toda la lámina);
• Algunas tecnologías de corte (plasma) requieren un desplazamiento mínimo entre las piezas;

El software de anidamiento también puede tener que tener en cuenta características del material, como por ejemplo:

• Defectos en el material que deben desecharse;
• Diferentes áreas de calidad que deben coincidir con los niveles de calidad correspondientes requeridos para las diferentes piezas;
• Restricciones de dirección, que pueden provenir de un patrón impreso o de la dirección de las fibras (granulometría);
• Anverso y reverso de la materia prima;

Muchos fabricantes de maquinaria ofrecen su propio software de anidamiento personalizado, diseñado para facilitar su uso y aprovechar al máximo las características de sus máquinas específicas.

Si un fabricante utiliza máquinas de varios proveedores, es posible que prefiera usar un software de anidamiento estándar de un proveedor externo. De esta manera, podrá ejecutar trabajos en cualquier máquina disponible y su personal no tendrá que aprender varios programas diferentes.

El material se puede cortar utilizando troqueles de corte fuera de línea, láseres , plasma , punzones , cuchillas de corte , cuchillas ultrasónicas y cortadoras de chorro de agua .