材料成本，尤其是大型坯料（如整块铝板、钢锭或锻件）的成本，是大型CNC加工总成本的主要组成部分。因此，材料利用率直接关系到项目的经济性。

材料利用率通常指加工完成后成品零件的重量与加工前原始毛坯重量的比率。在大型零件加工中，由于需要去除大量材料，利用率有时可能低至30%-50%，优化目标就是尽可能提高这个百分比。

优化排料与减少浪费的核心方法：
从源头设计优化：

采用“近净形”毛坯： 这是最有效的方法。如果条件允许，优先选择铸造或锻造的“近净形”毛坯。这种毛坯的形状和尺寸非常接近最终零件，极大地减少了加工余量，能将材料利用率提升至70%甚至更高。

结构与轻量化设计： 与客户协作，在满足功能的前提下，采用中空、加强筋、减重孔等设计，替代实心笨重结构，从设计端减少材料使用。

工艺与编程优化：

数字化嵌套与仿真： 在CAM软件中，对零件在毛坯中的位置和朝向进行多次模拟和优化，找到最节省材料的排布方式。对于多个小零件，可以采用共板加工（在一张大板上同时安排多个零件）。

加工余量精细化控制： 精确计算并设定不同部位的精加工余量，避免因余量过大而造成不必要的材料浪费。采用“基准统一”原则，减少因多次装夹导致的余量叠加。

刀具与策略选择： 使用高效的开粗策略（如动态铣削、涡旋铣削），这些策略通过保持恒定的切削负荷和较小的步进，允许使用更高的进给率，不仅能提高效率，还能减少刀具磨损并节省材料。

材料形态与再利用：

选用合理规格的型材： 避免使用远大于零件尺寸的标准板材或棒料。如果可能，定制或选择长宽高更匹配的毛坯。

余料管理与回收： 建立完善的余料管理系统。将大型加工后的剩余材料进行分类、标记（材质、尺寸），用于未来加工其他更小的零件。无法再利用的废料则交由专业公司回收，抵消部分成本。

总结： 提高材料利用率是一个系统工程，需要从设计、工艺规划、编程到现场管理的全流程协作。一个优秀的加工伙伴会主动与您探讨这些优化可能性，而不仅仅是被动地执行图纸。