poignée de porte

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Contexte

Il y a 114 millions de portes existantes aux États-Unis, avec environ deux millions de nouvelles ajoutées chaque année. Des portes équipées de ferrures adaptées permettent de fermer ces ouvertures et de protéger l'intérieur du bâtiment de l'environnement. Très tôt, les portes n'étaient que des peaux ou des textiles. Les portes en bois étaient également populaires dans l'Égypte ancienne et la Mésopotamie. Les autres matériaux utilisés pour les portes comprennent la pierre, le métal, le verre et le papier. Les portes s'ouvrent en battant, pliant, coulissant ou roulant. De nombreuses portes battantes sont installées avec un levier ou une poignée de porte pour les ouvrir.

Les poignées de porte sont utilisées dans le monde entier depuis des siècles et ont été fabriquées pour la première fois aux États-Unis au milieu du XIXe siècle. Bien que les boutons de porte sphériques ou en forme de boule soient considérés comme les plus difficiles à tourner, cette forme est toujours la plus courante. Les boutons de porte en forme d'œuf sont les plus faciles à utiliser pour la plupart des gens. Les poignées de porte ont été faites de nombreux matériaux, notamment le bois, la céramique, le verre, le plastique et différents types de métal. Le laiton est l'un des matériaux les plus populaires en raison de son excellente résistance à la rouille.

La poignée de porte moyenne mesure 5,715 cm (2,25 po) de diamètre. Les composants de base sont la rosette du bouton, la tige, la broche et le dessus du bouton. Le dessus du bouton est la partie supérieure et plus grande qui est saisie par la main. La tige est la tige en saillie d'un bouton et contient un trou ou une douille pour recevoir la broche. La rosette de bouton est une plaque ronde ou une rondelle qui forme une douille de bouton et est adaptée pour être fixée à la surface d'une porte. Le bouton est attaché à la broche, un arbre métallique qui fait tourner le loquet de la serrure.

Historique

Les conceptions et les matériaux des poignées de porte américaines ont changé au fil des ans. À l'époque coloniale, la première quincaillerie de porte était en bois et impliquait de simples loquets et cordes. Les boutons ronds sont apparus pour la première fois à l'époque de l'indépendance. La quincaillerie décorative, y compris les boutons, est apparue après l'exposition du centenaire de 1876. Avant cette époque, la plupart des quincailleries de porte étaient importées; 95% en 1838.

Les boutons en verre étaient rares jusqu'à ce qu'une méthode de fabrication plus rapide et moins chère basée sur le pressage soit développée. Les boutons en verre pressé étaient populaires de 1826 à 1850, suivis du verre taillé jusqu'en 1910. Les boutons en bois ont été introduits à la fin des années 1800 et ont été progressivement supprimés après 1910. Les boutons de Chine ou de céramique étaient principalement importés de France et d'Angleterre jusqu'au milieu des années 1800, lorsque le premier brevet américain a été accordé pour la fabrication de boutons en argile de potier.

Avant 1846, les boutons en métal étaient fabriqués à partir de deux pièces brasées ensemble ou de trois pièces soudées ensemble. Les boutons en métal coulé ont été introduits vers 1846. À la fin des années 1800, les boutons en métal composite ont été introduits comme bouton moins cher. Le corps principal était en fer ou en acier, recouvert en tout ou en partie d'un placage de bronze ou de laiton. Au cours de la seconde moitié du XIXe siècle, de nombreux brevets ont été délivrés concernant les méthodes de fixation des boutons en métal pour serrures, ainsi que des conceptions pour ornementer ces boutons. En 1870, une méthode de moulage par compression a été introduite pour accélérer l'ornementation de la quincaillerie.

La plupart des poignées de porte victoriennes étaient en bronze coulé avec des motifs ornementaux. Au cours de cette période, une douzaine de grandes entreprises et de nombreuses petites entreprises ont produit des centaines de modèles de quincaillerie ornementée, en plus de boutons en métal coulé et forgé, en verre, en bois et en poterie. De 1830 à 1873, plus de 100 brevets américains ont été accordés pour des boutons. Les collectionneurs ont répertorié plus de 1 000 modèles de poignées de porte antiques en 15 types basés sur la forme, le matériau et le motif de conception. La meilleure qualité de boutons au cours de cette période était généralement en bronze coulé ou en laiton.

Vers 1900, des boutons en métal coulé et en verre ont été introduits qui incorporaient des roulements à billes dans les tiges des poignées de porte. En fonctionnement, la tige du bouton tournait sur des ensembles de roulements à billes montés dans les cônes en acier trempé. Cela réduisait la friction, assurait un ajustement plus étroit et éliminait le jeu axial des boutons. D'autres matériaux populaires au début des années 1900 comprenaient le bronze et la porcelaine.

La plupart des poignées de porte sont livrées avec un certain type de dispositif de verrouillage. Les processus mécaniques pour les serrures en acier ont été introduits pour la première fois en 1896. Aujourd'hui, le type de serrure privée le plus courant est la serrure à ressort, qui utilise un simple bouton-poussoir rond situé au centre du bouton pour contrôler le boulon. Il est facile à utiliser avec un doigt, un poing fermé ou un coude. Certaines serrures sont équipées à la fois d'un verrou à ressort et d'un pêne dormant, qui est actionné par une clé. D'autres serrures sont devenues plus sophistiquées et utilisent une sorte de dispositif électronique, comme une puce informatique programmable qui identifie les utilisateurs.

Conception

La sélection de quincaillerie de porte est généralement basée sur l'apparence, le coût et la disponibilité, rarement sur la fonction. Afin de garantir la quincaillerie la plus utilisable, les concepteurs doivent soigneusement considérer non seulement l'apparence, mais également la taille, la forme et la sensation de chaque élément de quincaillerie de porte et sa facilité d'utilisation. Les caractéristiques de conception typiques d'une poignée de porte incluent :pas de bords tranchants ou de crêtes; une forme facile à saisir ou à tourner ; une finition texturée ou un revêtement antidérapant sur le bouton pour améliorer l'adhérence ; et un arbre assez long pour passer la main derrière le bouton.

Si une nouvelle conception est requise, un modèle bidimensionnel est généralement réalisé à l'aide d'un logiciel de conception assistée par ordinateur. Un prototype tridimensionnel est ensuite fabriqué afin qu'un moule ou une matrice puisse avoir la forme souhaitée. Si un procédé de coulée de métal est utilisé, un modèle en bois ou en argile est fabriqué à partir duquel fabriquer le moule.

Matières premières

La plupart des poignées de porte sont en métal, avec le type le plus courant en laiton. Le terme laiton fait référence à un groupe d'alliages qui contiennent une combinaison de quantités variables de cuivre et de zinc. Le matériau est généralement reçu sous forme de tige ou de billette de diamètre approprié et est coupé à la machine à la longueur requise. La matière première doit être conforme aux normes développées par l'American Society of Testing and Materials concernant les propriétés physiques, mécaniques, chimiques, thermiques et microstructurales pour chaque processus spécifique.

Le processus de fabrication

Bien qu'il existe plusieurs procédés utilisés pour les poignées de porte en métal, y compris le moulage où un métal en fusion est versé dans un moule, les poignées de porte en laiton sont généralement forgées. Le forgeage est un processus dans lequel le métal chauffé est forcé dans des matrices façonnées sous très haute pression. Le forgeage peut produire des produits ayant une résistance, une ténacité, une fiabilité et une qualité supérieures (jusqu'à 250 % plus résistants que les pièces moulées). Le forgeage peut également être plus efficace et économique.

Forgeage

• 1 La billette doit d'abord être chauffée à 1 400° F (759,9° C) dans un four à gaz pour ramollir le métal. La billette est ensuite placée dans un ensemble spécialement conçu de matrices en acier qui sont façonnées pour se conformer au profil du produit en cours de fabrication. Une presse applique une pression élevée pour forcer la billette chauffée dans la cavité de la matrice, où la billette prend maintenant la forme d'une poignée de porte.
• 2 Une fois la poignée de porte éjectée de la presse, elle est refroidie, rognée, trempée et nettoyée pour éliminer la calamine produite pendant le processus.

Préparation des surfaces

• 3 Ensuite, la poignée de porte passe par une série d'étapes de finition. Des processus séparés de frappe, de fraisage, de perçage et de taraudage produisent une surface prête pour l'opération de polissage. La poignée de porte moyenne mesure 5,715 cm (2,25 po) de diamètre. Les composants de base sont la rosette du bouton, la tige, la broche et le dessus du bouton. Le dessus du bouton est la partie supérieure et plus grande qui est saisie par la main. La tige est la tige en saillie d'un bouton et contient un trou ou une douille pour recevoir la broche. La rosette de bouton est une plaque ronde ou une rondelle qui forme une douille de bouton et est adaptée pour être fixée à la surface d'une porte. Le bouton est attaché à la broche, un arbre métallique qui fait tourner le loquet de la serrure. Une ou plusieurs étapes de polissage sont utilisées pour obtenir une finition brillante.

Revêtement

• 4 Pour une protection supplémentaire, un revêtement organique ou inorganique est appliqué en utilisant plusieurs procédés différents. Les revêtements organiques comprennent les polyuréthanes, les acryliques et les époxydes. Étant donné que les solvants utilisés dans les revêtements organiques peuvent produire des matières dangereuses et des problèmes de qualité, les fabricants se tournent vers des revêtements inorganiques à base de métaux inertes. Ceux-ci sont appliqués par galvanoplastie ou dépôt physique en phase vapeur (PVD).
• 5 PVD applique un revêtement réalisé par pulvérisation cathodique et évaporateurs thermiques dans une enceinte étanche. La chambre est évacuée à des pressions de vide élevées (moins d'un millionième d'une pression atmosphérique) par une série de pompes. Une fine couche est déposée une molécule à la fois. Pour un PVD réussi, la surface en laiton doit d'abord être soigneusement nettoyée dans une série de cuves de lavage et d'agitation, suivie d'une galvanoplastie avec des matériaux semi-précieux.

Contrôle qualité

La matière première doit être d'une composition appropriée pour le processus de forgeage, tel qu'établi par l'American Society for Testing and Materials. Divers paramètres de processus tout au long du processus de fabrication sont surveillés et contrôlés pour garantir que le produit final répond aux normes de qualité. La poignée de porte finie est inspectée pour les dimensions, la finition de surface et d'autres propriétés. Certaines de ces propriétés peuvent devoir se conformer à certains codes du bâtiment.

Sous-produits/Déchets

Étant donné que les pièces forgées sont conçues pour se rapprocher de la forme finale de la pièce, peu de déchets sont produits par rapport à d'autres processus. Le processus de forgeage entraîne également une uniformité dans la composition, les dimensions et la structure d'une pièce à l'autre et d'un lot à l'autre, ce qui minimise également les rejets.

Le futur

Les systèmes de sécurité et de contrôle d'accès pour les portes continueront à devenir plus sophistiqués à mesure que le coût de l'électronique diminuera. Bien qu'il y ait toujours une demande de matériel mécanique, le matériel électrique peut connaître une croissance plus rapide. De nouveaux codes du bâtiment peuvent être nécessaires pour s'adapter à ce matériel.

La poignée de porte commune continuera à jouer un rôle important dans l'industrie du bâtiment. La restauration et la rénovation de bâtiments plus anciens continueront de rendre populaires les poignées de porte anciennes ou leurs reproductions.