Che cos'è la forgiatura a stampo aperto?
La forgiatura è il processo di modellatura del metallo attraverso l'applicazione della forza. Può essere fatto mentre il metallo è freddo o caldo ma non quando è fuso. La forgiatura di stampi aperti viene eseguita impattando un dado su un pezzo che poggia su una base stabile chiamata incudine. Poiché il processo è analogo al modo in cui il fabbro ha forgiato il metallo per secoli con un martello e un'incudine, è anche chiamato forgiatura del fabbro. È diverso dalla forgiatura di stampi chiusi in quanto il pezzo non è racchiuso tra gli stampi e gli stampi stessi sono più simili a strumenti con forme e profili semplici piuttosto che simili a stampi chiusi.
La forgiatura a stampo aperto è una tecnica importante per molti tipi di produzione. Consente la sagomatura grezza e di finitura di metallo, più comunemente acciaio e leghe di acciaio. Richiede una matrice aperta sui lati, che consente al pezzo di muoversi liberamente, in direzione laterale, quando viene colpito. Questo tipo di design consente anche la forgiatura di pezzi molto grandi, in alcuni casi, pesando molte tonnellate e avendo grande lunghezza e larghezza. Alcune fustelle aperte possono accogliere pezzi del peso di 150 tonnellate (136 tonnellate) e 80 o più piedi (24,4 m) di lunghezza.
Gli stampi utilizzati nella forgiatura degli stampi aperti sono di forma semplice e aperti sui lati per consentire al pezzo di muoversi e estendersi oltre i bordi dello stampo e l'incudine sottostante. Il dado è azionato da una macchina che lo fa scendere sul pezzo che poggia su un'incudine o un altro dado aperto. Gli stampi aperti sono in genere piatti ma possono anche essere convessi o concavi. Le matrici concave vengono utilizzate per i bordi, che modellano i bordi di un pezzo, creando forme di bordi definite. Gli stampi convessi vengono utilizzati per modellare il pezzo rendendolo più sottile nel punto di impatto.
Il processo di forgiatura a stampo aperto ha molti scopi, oltre a modellare semplicemente il metallo. La forgiatura del metallo allinea e affina la grana del metallo, aumentando la resistenza e riducendo la porosità, che è la presenza di eventuali bolle d'aria, anche quelle troppo piccole per essere viste ad occhio nudo. Migliora anche la capacità del metallo di rispondere alla lavorazione. Le parti metalliche forgiate hanno una migliore resistenza all'usura e altre proprietà meccaniche rispetto a parti simili lavorate o fuse.
Le tecniche avanzate di forgiatura di stampi aperti sono in grado di produrre forme complesse anche in parti e prodotti di grandi dimensioni oltre a forme più semplici come barre, lingotti e tondi. Mentre l'acciaio e le relative leghe sono i soggetti più comuni per la forgiatura di stampi aperti, anche altri metalli possono essere modellati in questo modo, tra cui rame, nichel e leghe di titanio. Lo svantaggio principale della forgiatura di stampi aperti è che il pezzo deve essere costantemente spostato mentre viene lavorato, che richiede controlli meccanici complessi o operatori umani qualificati, mentre la forgiatura di stampi chiusi può essere completamente automatizzata ed è un processo molto più semplice.