Wer in der Fertigung arbeitet, weiß es genau: Die größten Umsatzeinbußen entstehen dort, wo Material verschwendet wird. Genau deshalb ist die Anordnung von Schablonen und Geometrien auf den Rohmaterialplatten entscheidend, wenn es um konkrete Einsparungen und einen echten Gewinn geht.

Doch was ist Nesting eigentlich genau? Wie funktioniert sein Algorithmus? Und vor allem: Wie werden die Einsparungen in der Produktion konkret spürbar? Wir erklären es Ihnen in diesem Artikel auf einfache Weise und konzentrieren uns dabei auf zwei Bereiche, in denen diese Art der Optimierung entscheidend ist: die Holzbearbeitung und die Steinbearbeitung.

CNC-Nesting ist eine Technik, die es mithilfe eines Algorithmus ermöglicht, Formen effizienter auf einer bestimmten Fläche zu platzieren, um den Verbrauch an Rohmaterial und den Verschnitt auf ein Minimum zu reduzieren. Das Ziel ist einfach: möglichst viele Teile auf möglichst kleiner Fläche unterzubringen und jeden Zentimeter der Platte optimal zu nutzen.

Der Begriff stammt vom englischen „to nest“ („verschachteln“ auf Deutsch), einem besonders anschaulichen Verb, das Zusammenspiel der Verschachtelungen beschreibt, mit dem selbst die leeren Zwischenräume von einer Geometrie zur nächsten genutzt werden.

In der Regel analysiert der Nesting-Algorithmus, der die Anordnung der Teile steuert, zwei Elemente: die zu produzierenden Formen und die Abmessungen der Platte. Ausgehend von diesen Parametern berechnet er die optimale Platzierung und wertet dabei in wenigen Sekunden Tausende von Kombinationen aus.

Um dies bestmöglich zu tun, berücksichtigt er jedoch Folgendes:

• Jede Schablone kann gedreht werden, um die Ausrichtung zu finden, die am wenigsten Platz beansprucht;
• Er verarbeitet auch komplexe und geschwungene Geometrien, nicht nur rechteckige Formen;
• Er muss den richtigen Abstand zwischen den Teilen einhalten, damit sich die Bearbeitungen nicht überschneiden und der Fräser oder das Sägeblatt hindurchgeführt werden kann;
• Es bestehen Bearbeitungsaufgaben, das heißt, zu verwerfende Ränder, Spannzonen und zu erhaltende Bereiche.

Auch wenn das Prinzip dasselbe bleibt, verhält sich das CNC-Nesting je nach Material unterschiedlich. In dieser Hinsicht stellen Holz und Stein gegensätzliche Herausforderungen dar.

Bei der Holzbearbeitung ist das Rohmaterial nämlich eine Platte mit Standardmaßen, und die Anordnung der Teile muss die Maserung und die Faserrichtung berücksichtigen. Aus diesem Grund müssen bestimmte Bauteile in eine genaue Richtung ausgerichtet werden, was die Rotationsfreiheit des Algorithmus einschränkt. Ein gutes CNC-Nesting muss in diesem Fall die Optimierung des Platzes mit der Wahrung der Optik der Platte in Einklang bringen und dabei Äste oder Fehlstellen aussparen.

Die Bearbeitung von Naturstein wie Marmor, Granit und Quarz stellt von Anfang an eine Herausforderung dar. Die Platten sind nämlich oft von unregelmäßiger Form und weisen Fehler auf (unerwünschte Adern, Risse, ungleichmäßige Farbe), die vom Schnitt ausgeschlossen werden müssen. Ein weiterer Aspekt, den man nicht unterschätzen sollte, ist der hohe Wert dieser Materialien pro Quadratmeter. Deshalb ist ein präzises CNC-Nesting nicht nur eine Optimierung, sondern eine echte Notwendigkeit, die es ermöglicht, Verschwendung zu senken und über die gesamte Produktion hinweg eine positive Bilanz zu erzielen.

Wir haben verstanden, was CNC-Nesting ist und wie sein Algorithmus denkt. Doch warum setzen immer mehr auf die Holz- und Steinbearbeitung spezialisierte Unternehmen es als Produktionsstandard ein? Es ist nicht nur eine Technik zur Begrenzung der Materialverschwendung, sondern bringt eine Reihe wichtiger betrieblicher Vorteile mit sich.

Sehen wir uns die wichtigsten an.

Indem das CNC-Nesting die Teile logisch auf der Holzplatte oder der Platte anordnet, maximiert es die Materialausbeute, senkt die Rohstoffkosten und verbessert die Gesamtrentabilität der Produktion. Dies ist das Ergebnis eines effizienten und nachhaltigen Umgangs mit Ressourcen.

Durch die optimierte Platzierung der Teile verringert sich die Menge des zu schneidenden und zu bearbeitenden Materials. Die Produktionszeit der Maschinen steigt und die Arbeitsbelastung des Personals wird geringer. Infolgedessen sinkt die Zahl der manuellen Handhabungsvorgänge, die für das traditionelle Schneiden typisch sind.

Dank des CNC-Nestings wird die Produktion „schlanker“, da die vollständige Bearbeitung des Teils in einem einzigen Prozess erfolgt und dabei Aufteilen, Fräsen und Bohren kombiniert werden. Das führt zu kürzeren Wartezeiten, weniger Wegen von einer Maschine zur anderen und weniger Platzbedarf.

Möchten Sie erfahren, welche 7 typischen Verschwendungsarten es in einem auf die Holzbearbeitung spezialisierten Unternehmen gibt?

Der in die CAD/CAM-Software integrierte Algorithmus berechnet die optimierte Anordnung. Der Schnittplan wird automatisch aus der CAD-Zeichnung erzeugt. Das Ergebnis: Manuelle Arbeitsschritte und Fehler werden reduziert, was die Gleichmäßigkeit der Produktion gewährleistet.

Das CNC-Nesting ermöglicht es, die einzelnen Teile zu bearbeiten und selbst komplexeste Bearbeitungen auf Maschinen mit Mehrachsköpfen durchzuführen. So sind Unternehmen in der Lage, auf alle Kundenwünsche einzugehen und ihre Produktion an die Entwicklung des Marktes anzupassen.

Es handelt sich also nicht nur um ein Werkzeug, um die Platte besser zuzuschneiden. Das CNC-Nesting ist ein Effizienzhebel, der auf Kosten, Zeit, Qualität und Nachhaltigkeit des gesamten Produktionsprozesses wirkt.

Die durch das CNC-Nesting erzielten Materialeinsparungen ergeben sich aus einem Zusammenspiel mehrerer Faktoren.

Bei den traditionellen Bearbeitungen oblag die Anordnung der Teile dem Bediener, der oft die Einfachheit des Schnitts der Optimierung des Platzes vorzog und dadurch einen hohen Verschnittanteil erzielte.

Der Nesting-Algorithmus hingegen wirkt auf genau diese Marge ein und verringert den ungenutzten Raum zwischen einem Teil und dem nächsten spürbar. Selbst eine scheinbar geringe Verbesserung der Ausbeute schlägt sich beim Volumen einer gesamten Produktion in konkreten und wiederkehrenden Einsparungen nieder.

Die Verringerung des Verschnitts wird beim Stein noch deutlicher. Bei hochwertigen Materialien wie Marmor oder Granit hat jeder durch das CNC-Nesting zurückgewonnene Zentimeter Platte einen von Natur aus höheren Wert.

Darüber hinaus ermöglichen fortschrittliche Nesting-Softwarelösungen wie die von DDX entwickelte, den Ausschuss nachzuverfolgen und die noch verwendbaren Reststücke für künftige Bearbeitungen einzulagern. Auf diese Weise verwandelt sich das, was anfangs Verschwendung war, in Rohmaterial und senkt die Kosten einfach und schnell.

Möchten Sie wissen, wie Sie das Nesting in Ihrer CNC-Produktion einsetzen, Ihre Ressourcen maximieren und Ihre Rentabilität steigern können?