Come costruire un maglio a scatto per forgia

Scavate un canale (una gora o una chiusa) che devii una parte di un ruscello o di un fiume fino al sito e fornisca un flusso costante fino al punto in cui sarà collocata la ruota. Una paratoia all'inizio del canale permette di avviare, arrestare e regolare il flusso. L'intera macchina funziona grazie a quest'acqua in movimento: la gravità e il flusso sono l'unica fonte di energia.

Costruisci una ruota ad acqua e montala su un asse di ferro robusto che gira in cuscinetti fissi. Posizionala in modo che l'acqua deviata colpisca la ruota — dall'alto (a caduta superiore, overshot) o contro le pale inferiori (a caduta inferiore, undershot). L'acqua che spinge fornisce una coppia rotazionale costante all'asse.

Accoppiare un albero a camme pesante in legno o in ferro all'asse della ruota idraulica in modo che giri insieme alla ruota. Questo albero rotante è ciò che azionerà il maglio.

Montare le camme in ferro curve e sporgenti (appendici) attorno all'albero a camme. Ogni camma è il dito che aggancerà e solleverà il martello una volta per ogni passaggio. Più camme attorno all'albero significano più colpi per rotazione.

Sagoma una trave di legno pesante — il maglio — e montala su un perno fisso (fulcro) in modo che oscilli come un'altalena: la coda dal lato dell'albero a camme, la testa dal lato dell'incudine.

Forgia una pesante testa di martello in ferro e fissala all'estremità di lavoro del manico. Questa è la massa che esercita la battitura; il suo peso, cadendo dall'alto, sprigiona il colpo.

Fissa un'incudine di ferro pesante su una base solida direttamente sotto la testa del martello, allineata in modo che la testa colpisca il piano dell'incudine in piena superficie. Il pezzo da lavorare viene posizionato qui per essere colpito.

Posiziona il maglio in modo che la sua coda si trovi sul percorso delle camme. Mentre l'albero a camme ruota, ogni camma deve agganciare la parte inferiore della coda, sollevarla, quindi rilasciarla in modo pulito quando la camma le passa oltre.

Apri la chiusa. La ruota gira, l'albero a camme gira, e ogni camma solleva la coda del maglio, alzando la testa. Nell'istante in cui la camma passa, la coda scende e la testa cade per gravità sull'incudine. Un passaggio di camma = un colpo. Questo è l'intero ciclo, che si ripete finché l'acqua scorre.

Controlla il maglio con la paratoia all'inizio del canale: più acqua significa una ruota più veloce e colpi più rapidi e forti; meno acqua rallenta o ferma il movimento. La paratoia è l'acceleratore.

Molte forge storiche erano dotate di una tromba ad acqua: l'acqua che cade lungo un condotto trascina con sé l'aria, la comprime in una camera sottostante e convoglia questo flusso costante di soffio al fuoco della forgia — senza mantici, senza ventilatori. Alimenta la forgia con la stessa acqua che aziona il maglio.

Scalda il pezzo nella forgia — per consolidare una spugna di ferro, o per stirare una barra. Tienilo sull'incudine sotto la testa battente e lascia che sia il maglio a fare il lavoro: consolidare la spugna, stirare e modellare molto più velocemente di quanto potrebbe mai fare un martello a mano.

L'idea di fondo: un maglio a caduta converte l'energia rotazionale di una ruota idraulica in un colpo verticale ripetitivo. La camma è un sollevatore, non un propulsore: si limita a sollevare la testa; è la gravità a fornire la forza. I colpi al minuto sono determinati dal numero di camme moltiplicato per la velocità della ruota; la forza del colpo è determinata dalla massa della testa e dall'altezza a cui viene sollevata.

Perché era importante: prima del vapore, è così che il ferro battuto e l'acciaio del mondo venivano modellati dove era disponibile l'acqua: per oltre 2.000 anni, le spugne di ferro venivano compattate e le barre stirate con la forza idraulica. Lo stesso principio fu poi portato su scala maggiore nel maglio a vapore degli anni 1840 e nella rivoluzione industriale che ne seguì. Ancora oggi, alcuni magli da forgia ad acqua vengono azionati a mano.