¿Qué es la forja abierta?
La forja es el proceso de dar forma al metal mediante la aplicación de fuerza. Se puede hacer mientras el metal está frío o caliente, pero no cuando está fundido. La forja de matriz abierta se realiza al impactar una matriz sobre una pieza de trabajo que descansa sobre una base estable llamada yunque. Dado que el proceso es análogo a la forma en que los herreros forjaron el metal durante siglos utilizando un martillo y un yunque, también se le llama forja de forja. Es diferente de la forja de troquel cerrado en que la pieza de trabajo no está encerrada por los troqueles y los troqueles en sí son más como herramientas con formas y perfiles simples que como moldes cerrados.
La forja en matriz abierta es una técnica importante para muchos tipos de fabricación. Permite la conformación del metal en bruto y acabado, más comúnmente acero y aleaciones de acero. Requiere un troquel que esté abierto a los lados, lo que permite que la pieza de trabajo se mueva libremente, en una dirección lateral, cuando se golpea. Este tipo de diseño también permite forjar piezas de trabajo muy grandes, en algunos casos, que pesan muchas toneladas y tienen una gran longitud y ancho. Algunas forjas de troquel abierto pueden acomodar piezas que pesen hasta 150 toneladas americanas (136 toneladas métricas) y 80 o más pies (24,4 m) de longitud.
Los troqueles utilizados en la forja de troqueles abiertos tienen una forma simple y se abren a los lados para permitir que la pieza de trabajo se mueva y se extienda más allá de los bordes del troquel y el yunque debajo. El dado es alimentado por una máquina que hace que descienda sobre la pieza de trabajo que descansa sobre un yunque u otro dado abierto. Las matrices abiertas son típicamente planas, pero también pueden ser convexas o cóncavas. Las matrices cóncavas se utilizan para bordes, que dan forma a los bordes de una pieza de trabajo, creando formas definidas de bordes. Las matrices convexas se utilizan para dar forma a la pieza de trabajo haciéndola más delgada en el punto de impacto.
El proceso de forjado de troquel abierto sirve para muchos propósitos, además de simplemente dar forma al metal. La forja del metal alinea y refina el grano del metal, lo que aumenta la resistencia y reduce la porosidad, que es la presencia de burbujas de aire, incluso aquellas demasiado pequeñas para ser vistas a simple vista. También mejora la capacidad del metal para responder al mecanizado. Las piezas de metal forjadas han mejorado la resistencia al desgaste y otras propiedades mecánicas sobre piezas mecanizadas o fundidas similares.
Las técnicas avanzadas de forjado de troqueles abiertos son capaces de producir formas complejas incluso en piezas y productos grandes, además de formas más simples como barras, lingotes y rondas. Si bien el acero y las aleaciones relacionadas son los temas más comunes para la forja en matriz abierta, también se pueden moldear otros metales de esta manera, incluidas las aleaciones de cobre, níquel y titanio. El principal inconveniente de la forja de matriz abierta es que la pieza de trabajo debe moverse constantemente a medida que se trabaja, lo que requiere controles mecánicos complejos u operadores humanos calificados, mientras que la forja de matriz cerrada puede automatizarse por completo y es un proceso mucho más simple.