O que é o forjamento de matriz aberta?
Forjar é o processo de moldar metais através da aplicação de força. Isso pode ser feito enquanto o metal estiver frio ou quente, mas não quando estiver derretido. O forjamento de matriz aberta é feito impactando uma matriz em uma peça de trabalho que repousa sobre uma base estável chamada bigorna. Como o processo é análogo ao modo como o metal é forjado há séculos pelos ferreiros que usam martelo e bigorna, também é chamado de forjamento de ferreiro. É diferente do forjamento de matriz fechado, pois a peça de trabalho não é fechada pelas matrizes e as matrizes são mais como ferramentas com formas e perfis simples, em vez de se assemelharem a moldes fechados.
O forjamento de matriz aberta é uma técnica importante para muitos tipos de fabricação. Permite modelagem desbaste e acabamento de metal, mais comumente aço e ligas de aço. Requer uma matriz que esteja aberta nas laterais, permitindo que a peça se mova livremente, em uma direção lateral, quando for atingida. Esse tipo de projeto também permite o forjamento de peças muito grandes, em alguns casos, pesando muitas toneladas e tendo grande comprimento e largura. Algumas forjas de matriz aberta podem acomodar peças que pesam até 150 toneladas americanas (136 toneladas métricas) e 80 ou mais pés (24,4 m) de comprimento.
As matrizes usadas no forjamento de matriz aberta são de forma simples e abertas nas laterais para permitir que a peça de trabalho se mova e se estenda além das bordas da matriz e da bigorna abaixo. O dado é alimentado por uma máquina que faz com que desça sobre a peça de trabalho que repousa sobre uma bigorna ou outro dado aberto. As matrizes abertas são normalmente planas, mas também podem ser convexas ou côncavas. As matrizes côncavas são usadas para arestas, que moldam as arestas de uma peça de trabalho, criando formas de arestas definidas. As matrizes convexas são usadas para modelar a peça de trabalho, tornando-a mais fina no ponto de impacto.
O processo de forjamento de matriz aberta serve a muitos propósitos, além de simplesmente moldar o metal. O forjamento do metal alinha e refina o grão do metal, o que aumenta a resistência e reduz a porosidade, que é a presença de quaisquer bolhas de ar, mesmo aquelas muito pequenas para serem vistas a olho nu. Também melhora a capacidade do metal de responder à usinagem. As peças metálicas forjadas têm melhor resistência ao desgaste e outras propriedades mecânicas em relação às peças usinadas ou fundidas semelhantes.
Técnicas avançadas de forjamento de matriz aberta são capazes de produzir formas complexas, mesmo em peças e produtos grandes, além de formas mais simples, como barras, lingotes e círculos. Embora o aço e as ligas relacionadas sejam os assuntos mais comuns para o forjamento de matriz aberta, outros metais também podem ser moldados dessa maneira, incluindo ligas de cobre, níquel e titânio. A principal desvantagem do forjamento de matriz aberta é que a peça de trabalho deve ser constantemente movida à medida que é trabalhada, exigindo controles mecânicos complexos ou operadores humanos qualificados, enquanto a forja de matriz fechada pode ser totalmente automatizada e é um processo muito mais simples.