BR102018006149B1 - Aparelho de resfriamento para uma matriz de estampagem a quente - Google Patents

Abstract

Um aparelho de arrefecimento para um molde de estampagem a quente é configurado de tal modo que um refrigerante em um estado de coexistência de duas fases de uma fase líquida e uma fase gasosa é fornecido a um canal de arrefecimento formado no molde de estampagem a quente para arrefecer o molde de estampagem a quente usando calor latente do refrigerante. O refrigerante mantém uma temperatura constante no canal de arrefecimento do molde de estampagem a quente, o que garante o arrefecimento uniforme do molde de estampagem a quente.

Description

FUNDAMENTOS DA INVENÇÃO

[001] A presente invenção refere-se a um aparelho de resfriamento para uma matriz de estampagem a quente, e mais particularmente, a um aparelho de resfriamento para uma matriz de estampagem a quente, capaz de mais uniforme e eficazmente resfriar a matriz de estampagem a quente.

[002] Em geral, a proporção de peças do corpo do veículo feitas de aço de alta resistência aumenta para atender a regulação ambiental e alcançar a redução de peso do veículo.

[003] Tal aço de alta resistência tem baixa conformabilidade à temperatura ambiente e conduz a defeitos dimensionais devido a retorno elástico que constituem problemas no processo de conformação de aços de alta resistência.

[004] Recentemente, o número de peças estampadas a quente usadas em veículos para a redução de peso está crescendo.

[005] No processo de estampagem a quente, um bruto de aço ou chapa é aquecida a uma temperatura acima de Ac3, por exemplo, cerca de 850 °C a 950 °C. O bruto de aço aquecido é transferido para uma matriz de conformação dentro de vários segundos e é resfriada durante a prensagem. Um canal de enchimento é fornecido na matriz de conformação para permitir que uma água de resfriamento passe através do matriz de conformação.

[006] O processo de estampagem a quente fornece excelente conformabilidade e precisão dimensional uma vez que chapas de aço são conformadas a alta temperatura. Além disso, é possível obter uma peça de veículo com a resistência à tração de cerca de 1.500 MPa ou mais pelo processo de estampagem a quente.

[007] A água de resfriamento é fornecida para o canal de resfriamento da matriz de estampagem a quente. Como a água de resfriamento retira calor da matriz enquanto flui ao longo do canal de resfriamento, a temperatura da água de resfriamento é aumentada gradualmente. A temperatura da água de resfriamento é menor em uma entrada do canal de resfriamento onde a água de resfriamento é fornecida à matriz e é mais alta em uma saída do canal de resfriamento, onde a água de resfriamento é descarregada a partir da matriz. Para colocar de outra forma, a eficiência de resfriamento é a mais alta na porção de entrada e é gradualmente reduzida em direção à porção de saída. Este fenômeno causa resfriamento não uniforme da matriz de estampagem a quente e deteriora a qualidade das peças de corpo estampadas a quente.

SUMÁRIO

[008] A presente invenção foi feita tendo em consideração o problema acima mencionado, e um objetivo da presente invenção consiste em fornecer um aparelho de resfriamento para uma matriz de estampagem a quente, capaz de mais uniforme e eficientemente resfriar a matriz de estampagem a quente.

[009] De modo a realizar o objetivo acima, um aparelho de resfriamento para uma matriz de estampagem a quente de acordo com a presente invenção é configurado para resfriar a matriz de estampagem a quente com um refrigerante fluindo ao longo de um canal de resfriamento conformado na matriz de estampagem a quente. O refrigerante enquanto estiver fluindo ao longo do canal de resfriamento pode estar em uma condição que permita que suas fases de líquido e gás coexistam e resfriem a matriz de estampagem a quente usando o calor latente de vaporização. Comumente, uma matriz de estampagem a quente inclui uma matriz superior e uma matriz inferior. Um aparelho de resfriamento de acordo com a presente invenção pode ser para resfriar a matriz superior e/ou a matriz inferior.

[0010] O refrigerante fluindo para dentro ou sendo fornecido para o canal de resfriamento da matriz de estampagem a quente pode não estar na condição de coexistência de fases líquido-gás ou seu estado de líquido saturado. A temperatura do refrigerante fornecido ao canal de resfriamento pode ser ligeiramente inferior à temperatura de evaporação ou ao ponto de ebulição do refrigerante, e desejavelmente, estar no intervalo de cerca de 97% a cerca de 99,5% da sua temperatura de evaporação. Essa condição de temperatura permite que a entalpia de vaporização do refrigerante, ou seja, o calor latente do refrigerante seja usado suficientemente para resfriar a matriz de estampagem a quente, mesmo quando a diferença é pequena entre a temperatura do refrigerante fornecido à matriz de estampagem a quente e a temperatura do refrigerante descarregado a partir da matriz de estampagem a quente.

[0011] De acordo com a presente invenção, o refrigerante pode estar em uma região de coexistência de duas fases enquanto passa através do canal de resfriamento da matriz de estampagem a quente. Se não houver problema ambiental, quanto maior a entalpia de vaporização do refrigerante mais desejável.

[0012] De acordo com a presente invenção, um compressor pode não ser necessário para comprimir o refrigerante descarregado da matriz de estampagem a quente. A mudança de temperatura dos componentes de circulação de refrigerante do aparelho de resfriamento pode ser muito pequena. A temperatura do refrigerante sendo descarregado da matriz de estampagem a quente pode estar próxima da temperatura de vaporização do refrigerante. Para isso, uma vazão do refrigerante fornecido para a matriz de estampagem a quente pode ser controlada.

[0013] De acordo com uma modalidade, o aparelho de resfriamento para a matriz de estampagem a quente inclui: um reservatório armazenando um refrigerante; uma linha de fornecimento de refrigerante conectando o reservatório e uma entrada do canal de resfriamento; e uma linha de descarga de refrigerante conectando o reservatório e uma saída do canal de resfriamento.

[0014] Além disso, de acordo com uma modalidade, o aparelho de resfriamento para a matriz de estampagem a quente pode incluir um regulador de fluxo para regular uma vazão do refrigerante fornecido ao canal de resfriamento da matriz de estampagem a quente, e um aquecedor fornecido na linha de fornecimento de refrigerante e aquecendo o refrigerante. Uma bomba pode ser fornecida na linha de fornecimento de refrigerante e/ou na linha de descarga de refrigerante para circular o refrigerante a partir do reservatório para o canal de resfriamento da matriz de estampagem a quente. O refrigerante armazenado no reservatório pode ser líquido.

[0015] De acordo com o aparelho de resfriamento de acordo com a presente invenção, uma vez que a matriz de estampagem a quente é resfriada usando o calor latente de um refrigerante, a temperatura do refrigerante pode ser mantida constante no canal de resfriamento, o que assegura um resfriamento uniforme da matriz de estampagem a quente.

[0016] De acordo com a presente invenção, resfriamento eficiente da matriz de estampagem a quente pode ser conseguido através de um refrigerante tendo uma elevada entalpia de vaporização.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[0017] As modalidades da presente invenção serão mais claramente entendidas a partir da descrição detalhada seguinte, tomada em conjunto com os desenhos anexos, nos quais:

[0018] A Figura 1 é um diagrama esquemático que ilustra um aparelho de resfriamento para uma matriz de estampagem a quente, de acordo com uma modalidade da presente invenção; e

[0019] A Figura 2 é um diagrama de blocos esquemático que ilustra o aparelho de resfriamento para a matriz de estampagem a quente, de acordo com a modalidade da presente invenção.

DESCRIÇÃO DETALHADA DAS MODALIDADES

[0020] A fim de ajudar a compreender as características da presente invenção, um aparelho de resfriamento para uma matriz de estampagem a quente de acordo com modalidades da presente invenção será descrito em mais detalhes.

[0021] Para ajudar a compreensão das modalidades a serem descritas, deve ser notado que, ao dar números de referência para elementos de cada desenho, números de referência semelhantes referem-se a elementos iguais, embora, elementos iguais sejam mostrados em desenhos diferentes.

[0022] Além disso, na descrição da presente invenção, as funções ou construções bem conhecidas não irão ser descritas em detalhe uma vez que podem obscurecer desnecessariamente a compreensão da presente invenção.

[0023] Daqui em diante, a presente invenção será descrita em detalhe através de modalidades com referência aos desenhos em anexo.

[0024] As Figuras 1 e 2 são respectivamente um diagrama esquemático e um diagrama de blocos esquemático que ilustra um aparelho de resfriamento para uma matriz de estampagem a quente 10, de acordo com uma modalidade da presente invenção.

[0025] Com referência às Figuras 1 e 2, o aparelho de resfriamento de acordo com a modalidade da presente invenção é fornecido para resfriar a matriz de estampagem a quente 10 para conformar um objeto aquecido, por exemplo, uma chapa de metal ou um bruto. O aparelho de resfriamento arrefece a matriz de estampagem a quente 10, e a matriz de estampagem a quente resfriada 10 arrefece o objeto aquecido. Em um exemplo, a temperatura do objeto é de cerca de 900 °C quando o objeto é colocado na matriz de estampagem a quente 10. A temperatura do objeto é de cerca de 200 °C quando o objeto é retirado da matriz de estampagem a quente 10 após conformação à prensa viradeira. O objeto é resfriado de cerca de 900 °C a cerca de 200 °C durante um processo de estampagem a quente, e o calor correspondente à diferença de temperatura, ou seja, 700 °C é transferido para a matriz de estampagem a quente 10.

[0026] Água é um meio de resfriamento comum para a matriz de estampagem a quente 10. No entanto, o aparelho de resfriamento para a matriz de estampagem a quente 10 de acordo com a modalidade arrefece a matriz de estampagem a quente 10 utilizando um refrigerante químico em vez de água.

[0027] O refrigerante é fornecido a um canal de resfriamento (não mostrado) conformado na matriz de estampagem a quente 10 após ser aquecido até ou imediatamente abaixo da temperatura de evaporação do refrigerante. Em alguns casos, o refrigerante pode ser aquecido para um estado em que duas fases (líquida, gasosa) podem coexistir e fornecido para o canal de resfriamento. A matriz de estampagem a quente 10 é resfriada utilizando calor latente do refrigerante. O refrigerante pode ser selecionado a partir de materiais nos quais as fases de líquido e gás podem coexistir sob as condições de temperatura e pressão do canal de resfriamento enquanto a matriz de estampagem a quente 10 é operado. Por exemplo, o refrigerante pode ser selecionado a partir de vários refrigerantes conhecidos, tais como o R-134a, R-245fa, R- 1234yf e R-1233zd, etc., ou a partir de refrigerantes a serem desenvolvidos.

[0028] O aparelho de resfriamento de acordo com a modalidade baseia-se no fato de que usar a entalpia latente de um refrigerante é superior do que usar a entalpia sensível da água para o desempenho ou capacidade de resfriamento do aparelho de resfriamento. Se a temperatura na entrada 11 do canal de resfriamento e a vazão fornecida ao canal de resfriamento são iguais, o desempenho do refrigerante usando o calor latente é de 3 a 5 vezes melhor do que a água usando calor sensível para resfriamento.

[0029] Se a água é aquecida a partir de cerca de 40 °C a cerca de 50 °C enquanto passa através do canal de resfriamento da matriz de estampagem a quente 10, a entalpia sensível que a água pode receber da matriz de estampagem a quente 10 é de cerca de 42 kJ/kg. Em comparação, as entalpias de vaporização dos refrigerantes R-134a, R-245fa e R-1234yf são de cerca de 163 kJ/kg, cerca de 181 kJ/kg e cerca de 132 kJ/kg em cerca de 40 oC, respectivamente. As vazões dos refrigerantes usadas para resfriamento da matriz de estampagem a quente 10 e o consumo de energia de todo o sistema de resfriamento podem ser reduzidas, uma vez que as entalpias de vaporização dos refrigerantes são três vezes maiores do que a entalpia sensível de água.

[0030] O aparelho de resfriamento para a matriz de estampagem a quente 10 inclui um reservatório 100, para armazenar um refrigerante no estado líquido, uma linha de fornecimento de refrigerante 200 conectando o reservatório 100 e uma entrada 11 da entrada de canal de resfriamento da matriz de estampagem a quente 10, um regulador de fluxo 110 para regular a vazão do refrigerante fornecido para a linha de fornecimento de refrigerante 200, uma bomba 210 disposta na linha de fornecimento de refrigerante 200 para circular o refrigerante a partir do reservatório 100 para a matriz de estampagem a quente 10, um aquecedor 220 disposto na linha de fornecimento de refrigerante 200 entre a bomba 210 e a matriz de estampagem a quente 10 para aquecer o refrigerante, e uma linha de descarga de refrigerante 300 conectando uma saída 12 do canal de resfriamento e o reservatório 100. O regulador de fluxo 110 é fornecido no reservatório 100 ou na linha de fornecimento de refrigerante 200.

[0031] O aparelho de resfriamento inclui ainda um sensor de temperatura de refrigerante de fluxo de entrada 230 fornecido na linha de fornecimento de refrigerante 200 para medir uma temperatura do refrigerante que entra no canal de resfriamento da matriz de estampagem a quente 10, um sensor de temperatura de refrigerante descarregado 310 disposto na linha de descarga de refrigerante 300 para medir uma temperatura do refrigerante descarregado a partir do canal de resfriamento da matriz de estampagem a quente 10, e um controlador 400 recebendo dados de temperatura a partir do sensor de temperatura de refrigerante de fluxo de entrada 230 e o sensor de temperatura de refrigerante descarregado 310 e controlando o aquecedor 220 e o regulador de fluxo 110 em resposta às temperaturas medidas.

[0032] O regulador de fluxo 110 controla uma vazão do refrigerante a partir do reservatório 100 para a linha de fornecimento de refrigerante 200. A bomba 210 é operada para fornecer o refrigerante para a matriz de estampagem a quente 10. Antes do refrigerante ser fornecido ao canal de resfriamento, o refrigerante é aquecido pelo aquecedor 220. O refrigerante pode ser aquecido a uma temperatura de evaporação, ou apenas abaixo de uma temperatura onde o refrigerante pode estar em um estado de coexistência de duas fases de uma fase líquida e uma fase gasosa.

[0033] O canal de resfriamento é uma região onde o refrigerante evapora. No canal de resfriamento, o refrigerante em estado líquido é transformado em estado gasoso. Apesar do refrigerante que passa através do canal de resfriamento receber calor da matriz de estampagem a quente 10, a temperatura do refrigerante pode não aumentar. O refrigerante esfria a matriz de estampagem a quente 10 usando o calor latente do mesmo. Um refrigerante líquido aquecido a uma temperatura de evaporação do mesmo pode começar a evaporar e manter uma temperatura quase constante até que todo o refrigerante líquido seja transformado na sua fase gasosa, embora a entalpia do refrigerante possa aumentar.

[0034] Uma vez que o refrigerante que passa através do canal de resfriamento da matriz de estampagem a quente 10 mantém quase uma temperatura constante, a matriz de estampagem a quente 10 pode ser uniformemente resfriada.

[0035] O refrigerante passado através do canal de resfriamento é descarregado para o reservatório 100 através da linha de descarga de refrigerante 300. Um permutador de calor 320 pode ser fornecido na linha de descarga de refrigerante 300 para condensar o refrigerante completamente para líquido. O refrigerante pode ser armazenado no estado líquido no reservatório 100.

[0036] O permutador de calor 320 está disposto na linha de descarga de refrigerante 300 e troca calor com o refrigerante de tal modo que o refrigerante descarregado para o reservatório 100 se torna um líquido. Para este fim, um fluido de resfriamento para trocar calor com o refrigerante pode ser fornecido ao permutador de calor 320 a partir de um arrefecedor 330.

[0037] O controlador 400 controla o aquecedor 200, o regulador de fluxo 110 e o permutador de calor 320 para resfriar a matriz de estampagem a quente 10 utilizando o calor latente do refrigerante.

[0038] O controlador 400 recebe dados de temperatura do refrigerante fluindo para o canal de resfriamento da matriz de estampagem a quente 10 a partir do sensor de temperatura de refrigerante de fluxo de entrada 230 e pode controlar o aquecedor 220 de tal modo que a temperatura do refrigerante fluindo para o canal de resfriamento da matriz de estampagem a quente 10 esteja no intervalo de cerca de 97% a cerca de 99,5% de uma temperatura de evaporação do refrigerante. Ou seja, o refrigerante sendo fornecido ao canal de resfriamento pode ser aquecido logo abaixo da temperatura de evaporação. Embora não seja mostrado nos desenhos, para um controle de temperatura mais preciso, pode ser fornecido um sensor de temperatura no aquecedor 220 para medir a temperatura do refrigerante fluindo para o aquecedor 220.

[0039] No caso em que o refrigerante é aquecido a ou logo abaixo da temperatura de evaporação, a entalpia do refrigerante pode aumentar sem fazer a temperatura do refrigerante mudar enquanto o refrigerante flui ao longo do canal de resfriamento da matriz de estampagem a quente 10. Quando o aquecedor 220 sobreaquece o refrigerante, a capacidade de resfriamento ou o calor latente utilizável de evaporação do refrigerante é diminuído.

[0040] Quando o refrigerante é fornecido para a matriz de estampagem a quente 10 em um estado aquecido mais elevado do que a temperatura de evaporação, o refrigerante pode ser descarregado a partir da matriz de estampagem a quente 10 em um estado de gás sobreaquecido, devido à energia de calor recebida a partir da matriz de estampagem a quente 10. Se o refrigerante for descarregado no estado de gás sobreaquecido a partir da matriz de estampagem a quente 10, o consumo de energia aumenta para resfriar o refrigerante para um estado líquido. Além disso, uma vez que o aquecedor 220 também consome energia para aquecer o refrigerante, aquecimento excessivo pelo aquecedor 220 não é vantajoso.

[0041] Quando o refrigerante é aquecido a, ou mais do que a temperatura de vaporização do refrigerante, é difícil de especificar o valor de entalpia que é utilizável para resfriar a matriz de estampagem a quente 10. Por fornecer o refrigerante aquecido apenas abaixo da temperatura de evaporação para a matriz de estampagem a quente 10 e controlar o aparelho de resfriamento de modo que a temperatura do refrigerante descarregado a partir da matriz de estampagem a quente 10 torna-se aproximadamente a temperatura de evaporação do fluido de resfriamento, uma perda de energia pode ser reduzida e a matriz de estampagem a quente 10 pode ser eficientemente resfriada.

[0042] Quando uma temperatura do refrigerante descarregado a partir do canal de resfriamento da matriz de estampagem a quente 10 é superior à temperatura de evaporação do refrigerante, o controlador 400 controla o regulador de fluxo 110 para aumentar a vazão do refrigerante. O fato do refrigerante ser descarregado a partir do canal de resfriamento em um estado de (1) sobreaquecido no qual a sua temperatura é superior à sua temperatura de evaporação, pode significar que o refrigerante recebeu mais energia térmica do que a entalpia de vaporização do refrigerante a partir da matriz de estampagem a quente 10. Por conseguinte, o controlador 400 controla o regulador de fluxo 110 para aumentar a vazão do refrigerante de tal modo que o refrigerante a ser descarregado da matriz de estampagem a quente 10 mantém sua temperatura de evaporação.

[0043] A vazão do refrigerante pode ser igual a ou maior do que uma vazão mínima programada para corresponder a um tamanho do objeto a ser conformado por pressão pela matriz de estampagem a quente 10, uma temperatura alvo do objeto após a conformação à prensa viradeira, e um tempo de processo. A vazão mínima do refrigerante é uma vazão mínima do refrigerante, que precisa ser fornecida para a matriz de estampagem a quente 10 de modo a resfriar o objeto até a temperatura alvo. A vazão mínima pode ser obtida calculando uma vazão do refrigerante durante o tempo de processo para absorver energia térmica que é transferida para a matriz de estampagem a quente 10 a partir do objeto durante um curso de estampagem. O tempo de processo pode incluir o tempo necessário para conformar e substituir o objeto.

[0044] A vazão mínima pode ser ajustada por meio da seguinte equação 1:

[0045] Na equação, mmin é uma vazão mínima [kg / s], A é uma área [m2] do objeto, D é uma espessura [m] do objeto, p é densidade do objeto, Cp é calor específico [kJ/kg °C] do objeto, ?T é a diferença entre uma temperatura inicial e uma temperatura final do objeto, t1 é uma quantidade de tempo necessário para a conformação do objeto, t2 é uma quantidade de tempo necessário para substituir o objeto, hfg é entalpia latente [kJ/kg] do refrigerante.

[0046] Se o refrigerante utilizado ou o tamanho do objeto é alterado, o controlador 400 recalcula a vazão mínima utilizando a equação e controla o regulador de fluxo 110 para fornecer o refrigerante na vazão mínima calculada ou mais.

[0047] Quando a temperatura do refrigerante fluindo para o permutador de calor 320 é igual à temperatura de evaporação do refrigerante, o controlador 400 pode controlar o permutador de calor 320 para operar. Quando a temperatura do refrigerante fluindo para o permutador de calor 320 é inferior à temperatura de evaporação do refrigerante, o controlador 400 pode controlar o permutador de calor 320 para não operar. A pesar de não mostrado nos desenhos, um sensor de temperatura pode ser ainda fornecido no permutador de calor 320 para medir a temperatura do refrigerante.

[0048] A temperatura do refrigerante descarregado a partir da estampagem a quente pode ser resfriada durante a passagem através da linha de descarga de refrigerante 300. Quando a temperatura do refrigerante fluindo para dentro do permutador de calor 320 é menor do que a temperatura de evaporação do mesmo, o refrigerante pode ser líquido. Neste caso, para minimizar o consumo de energia, o permutador de calor 320 pode não ser operado.

[0049] Válvulas 240 e 340 podem ser respectivamente fornecidas na linha de fornecimento de refrigerante 200 e a linha de descarga de refrigerante 300 para abrir/fechar a sua passagem. As válvulas 240 e 340 podem tornar conveniente a substituição da matriz de estampagem a quente 10. Quando a matriz de estampagem a quente 10 é substituído, as válvulas 240 e 340 são operadas para fechar a linha de fornecimento de refrigerante 200 e a linha de descarga de refrigerante 300 e depois a linha de fornecimento de refrigerante 200 e a linha de descarga de refrigerante 300 são destacadas da matriz de estampagem a quente 10. Apenas o refrigerante que permanece na linha de fornecimento de refrigerante 200 entre a matriz de estampagem a quente 10 e a válvula 240 e permanecendo na linha de descarga de refrigerante 300 entre a matriz de estampagem a quente 10 e a válvula 340 é descarregado, o que torna possível minimizar o desperdício do refrigerante enquanto substituindo ou reparando a matriz de estampagem a quente 10.

[0050] O aparelho de resfriamento de acordo com a modalidade pode ser utilizado para resfriar a matriz de estampagem a quente 10 isoladamente ou em conjunto com um aparelho de resfriamento usando água. Como exemplo, um aparelho de resfriamento a água é utilizado para resfriar todo a matriz 10 e um aparelho de resfriamento de acordo com a modalidade é utilizado para resfriar uma porção local da matriz 10 onde é necessário resfriamento adicional. Em tal caso, o permutador de calor 320 de acordo com a modalidade pode ser ligado ao aparelho de resfriamento a água. Por exemplo, uma unidade de fornecimento de água do aparelho de resfriamento a água pode ser utilizada para o arrefecedor 330 de acordo com a modalidade.

[0051] Embora a invenção tenha sido apresentada e descrita com referência a modalidades exemplificativas predeterminadas da mesma, será compreendido por aqueles peritos na arte que várias alterações na forma e detalhes podem ser feitas sem nos afastarmos do escopo da invenção tal como definido pelas reivindicações anexas.

Claims (3)

1. Aparelho de resfriamento para uma matriz de estampagem a quente (10) tendo um canal de resfriamento fornecido no mesmo, o aparelho de resfriamento compreendendo: um reservatório (100) que armazena um refrigerante no estado líquido; uma linha de fornecimento de refrigerante (200) conectando o reservatório (100) e uma entrada do canal de resfriamento; uma linha de descarga de refrigerante (300) conectando uma saída do canal de resfriamento e o reservatório (100); um aquecedor (220) fornecido na linha de fornecimento de refrigerante (200) para aquecer o refrigerante; e uma bomba (210) disposta na linha de fornecimento de refrigerante (200) para circular o refrigerante a partir do reservatório (100) para o canal de resfriamento da matriz de estampagem a quente (10); um regulador de fluxo (110) fornecido no reservatório (100) ou na linha de fornecimento de refrigerante (200) para regular uma vazão do refrigerante fornecido à entrada (11) do canal de resfriamento; um sensor de temperatura de refrigerante de fluxo de entrada (230) fornecido na linha de fornecimento de refrigerante (200) ou na entrada (11) do canal de resfriamento para medir uma temperatura do refrigerante fornecido para a matriz de estampagem a quente (10); e um sensor de temperatura de refrigerante descarregado (310) fornecido na linha de descarga de refrigerante (300) ou na saída (12) do canal de resfriamento para medir uma temperatura do refrigerante descarregado a partir da matriz de estampagem a quente (10); um controlador (400) recebendo dados de temperatura do sensor de temperatura de refrigerante de fluxo de entrada (230) e do sensor de temperatura de refrigerante descarregado (310) e controlando o aquecedor (220) e o regulador de fluxo (110) em resposta aos dados de temperatura recebidos; um permutador de calor (320) fornecido na linha de descarga de refrigerante (300) para resfriar o refrigerante de tal modo que o refrigerante no estado líquido é fornecido ao reservatório (100), CARACTERIZADOpelo fato de que compreende: uma primeira válvula (240) fornecida entre a entrada (11) do canal de resfriamento e a bomba (210) para fechar uma passagem da linha de fornecimento de refrigerante (200) ao separar a linha de fornecimento de refrigerante (200) da matriz de estampagem a quente (10); e uma segunda válvula (340) fornecida entre a saída (12) do canal de resfriamento e o permutador de calor (320) para fechar uma passagem da linha de descarga de refrigerante (300) ao separar a linha de descarga de refrigerante (300) da matriz de estampagem a quente (10), em que o controlador (400) é configurado para controlar o aquecedor (220) de tal modo que a temperatura do refrigerante fluindo para o canal de resfriamento da matriz de estampagem a quente está em um intervalo de 97% a 99,5% de uma temperatura de evaporação do refrigerante; e o regulador de fluxo (110) para aumentar a vazão do refrigerante fornecido ao canal de resfriamento da matriz de estampagem a quente (10) quando a temperatura do refrigerante descarregado do canal de resfriamento for maior que a temperatura de evaporação do refrigerante, e o aparelho de resfriamento compreende ainda um aparelho de resfriamento de água tendo uma unidade de fornecimento de água para fornecer água a um arrefecedor (330) para resfriar a matriz de estampagem a quente (10), a unidade de fornecimento de água sendo conectada ao permutador de calor (320) de modo que o permutador de calor (320) é resfriado usando a água da unidade de abastecimento de água através do arrefecedor (330).

2. Aparelho de resfriamento, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADOpelo fato de que o controlador (400) é configurado para controlar o regulador de fluxo (110) para fornecer o refrigerante ao canal de resfriamento a uma vazão igual a ou maior do que uma vazão mínima programada para corresponder a um tamanho de um objeto a ser conformado na matriz de estampagem a quente (10), uma temperatura alvo do objeto após a conformação, e um tempo de processo.

3. Aparelho de resfriamento, de acordo com a reivindicação 2, CARACTERIZADOpelo fato de que a vazão mínima é definida com base na seguinte equação: em que mmin é a vazão mínima [kg/s], A é uma área [m2] do objeto, D é uma espessura [m] do objeto, p é densidade do objeto, Cp é calor específico [kJ/kg °C] do objeto, ?T é uma diferença entre uma temperatura inicial e uma temperatura final do objeto, t1 é uma quantidade de tempo necessária para a conformação do objeto, t2 é uma quantidade de tempo necessário para substituir o objeto, e hfg é entalpia latente [kJ/kg] do refrigerante.