Anish Kapoors Vision für die Cloud Gate-Skulptur im Chicagoer Millennium Park ist es, dass sie flüssigem Quecksilber ähnelt und die umgebende Stadt sanft widerspiegelt. Diese Ganzheit zu erreichen, ist eine Herzensangelegenheit.
„Ich wollte mit dem Millennium Park die Skyline von Chicago einbeziehen, damit die Menschen die Wolken darin schweben sehen und die hohen Gebäude sich im Werk spiegeln. Der Teilnehmer, der Betrachter, kann diesen tiefen Raum betreten, der in gewisser Weise auf sein eigenes Spiegelbild einwirkt, so wie das Erscheinungsbild des Werks auf das Spiegelbild der umgebenden Stadt einwirkt“, so der weltberühmte britische Künstler. Anish Kapoor, Bildhauer des Cloud Gate
Betrachtet man die ruhige Oberfläche dieser monumentalen Edelstahlskulptur, ist es schwer zu erraten, wie viel Metall und Mut sich unter ihr verbirgt. Cloud Gate verbirgt die Geschichten von über 100 Metallbauern, Schneidern, Schweißern, Trimmern, Ingenieuren, Technikern, Monteuren, Monteuren und Managern – über 5 Jahre Arbeit.
Viele arbeiteten Überstunden, arbeiteten mitten in der Nacht in Werkstätten, bauten Zelte auf Baustellen auf und schufteten bei 43 Grad Celsius in Tyvek®-Anzügen und Halbmasken. Manche arbeiteten gegen die Schwerkraft, hingen an Gurten, hielten Werkzeuge in der Hand und arbeiteten auf rutschigen Hängen. Alles ging ein wenig (und weit darüber hinaus), um das Unmögliche möglich zu machen.
Die Umsetzung des Konzepts einer ätherischen, schwebenden Wolke des Bildhauers Anish Kapoor in eine 110 Tonnen schwere, 20 Meter lange und 10 Meter hohe Edelstahlskulptur war Aufgabe der Fertigungsunternehmen Performance Structures Inc. (PSI) aus Oakland, Kalifornien, und MTH aus Villa Park, Illinois. MTH feiert sein 120-jähriges Jubiläum und ist einer der ältesten Stahl- und Glasbauunternehmer im Raum Chicago.
Die Anforderungen für die Umsetzung des Projekts hängen von der künstlerischen Leistung, dem Einfallsreichtum, den mechanischen Fähigkeiten und dem Fertigungs-Know-how beider Unternehmen ab. Sie werden maßgeschneiderte und sogar selbstgebaute Geräte für das Projekt herstellen.
Einige der Probleme des Projekts ergeben sich aus seiner seltsam geschwungenen Form – einem Punkt oder einem umgedrehten Nabel – und anderen aus seiner schieren Größe. Die Skulpturen wurden von zwei verschiedenen Unternehmen an verschiedenen Standorten Tausende von Kilometern voneinander entfernt errichtet, was Transportprobleme und Arbeitsabläufe mit sich brachte. Viele Prozesse, die vor Ort durchgeführt werden müssen, sind in der Werkstatt, geschweige denn vor Ort, nur schwer umsetzbar. Die große Schwierigkeit liegt einfach darin, dass eine solche Struktur noch nie zuvor geschaffen wurde. Also keine Verbindung, kein Plan, keine Roadmap.
Ethan Silva vom PSI verfügt über umfangreiche Erfahrung im Rumpfbau, zunächst auf Schiffen und später in anderen Kunstprojekten, und ist qualifiziert, einzigartige Rumpfbauaufgaben durchzuführen. Anish Kapoor bat Absolventen der Physik und Kunst, ein kleines Modell bereitzustellen.
„Also habe ich ein zwei mal drei Meter großes Exemplar angefertigt, ein wirklich glatt geschwungenes, poliertes Stück, und er sagte: ‚Oh, das hast du gemacht, du bist der Einzige, der das gemacht hat‘, weil er schon seit zwei Jahren danach sucht. Jemanden zu finden, der das kann, ist gut genug“, sagte Silva.
Ursprünglich war geplant, dass PSI die Skulptur komplett fertigt und baut und sie anschließend südlich des Pazifiks durch den Panamakanal und nördlich entlang des Atlantiks und des Sankt-Lorenz-Seewegs zu einem Hafen am Michigansee transportiert. Edward Ulir, CEO von Millennium Park Inc., erklärte, dass ihn ein speziell entwickeltes Fördersystem zum Millennium Park bringen werde. Zeitliche Einschränkungen und praktische Aspekte machten eine Änderung dieser Pläne erforderlich. So mussten die gebogenen Platten für den Transport gesichert und per LKW nach Chicago transportiert werden, wo MTH die Unter- und Überkonstruktion montierte und die Platten mit der Überkonstruktion verband.
Das Veredeln und Polieren der Cloud Gate-Schweißnähte, um ihnen ein nahtloses Aussehen zu verleihen, war einer der schwierigsten Aspekte der Installation und Montage vor Ort. Der zwölfstufige Prozess wird durch das Auftragen eines aufhellenden Rouges, ähnlich wie Schmuckpolitur, abgeschlossen.
„Im Grunde haben wir etwa drei Jahre an diesem Projekt gearbeitet, um diese Teile herzustellen“, sagte Silva. „Das ist harte Arbeit. Es braucht viel Zeit, um herauszufinden, wie es geht, und die Details auszuarbeiten – einfach, um es perfekt zu machen. Die Art und Weise, wie wir Computertechnologie und gute alte Metallverarbeitung einsetzen, ist eine Kombination aus Schmiede- und Luft- und Raumfahrttechnik.“
Er sagte, es sei schwierig, etwas so Großes und Schweres mit hoher Präzision herzustellen. Die größten Platten waren durchschnittlich 2,13 Meter breit und 3,33 Meter lang und wogen 680 Kilogramm.
„Allein die CAD-Arbeit zu erledigen und die eigentlichen Werkstattzeichnungen für den Auftrag zu erstellen, ist ein großes Projekt“, sagt Silva. „Wir verwenden Computertechnologie, um die Platten zu messen und ihre Form und Krümmung genau zu bewerten, damit sie richtig zusammenpassen.“
„Wir haben eine Computersimulation durchgeführt und sie dann aufgeteilt“, sagte Silva. „Ich nutzte meine Erfahrung im Schalenbau und hatte einige Ideen, wie man die Formen segmentieren könnte, damit die Nahtlinien funktionieren und wir die besten Qualitätsergebnisse erzielen.“
Manche Platten sind quadratisch, manche kreisförmig. Je näher sie dem scharfen Übergang liegen, desto kreisförmiger sind sie und desto größer ist der Radius des radialen Übergangs. Im oberen Bereich sind sie flacher und größer.
Das Plasma schneidet 0,6 bis 0,9 cm dicken Edelstahl 316L, so Silva, der allein schon stabil genug sei. „Die eigentliche Herausforderung besteht darin, den riesigen Platten eine möglichst präzise Krümmung zu verleihen. Dies erreichen wir durch die präzise Formgebung und Fertigung des Rahmens des Rippensystems für jede Platte. So können wir die Form jeder Platte präzise bestimmen.“
Die Platten werden auf 3D-Walzen gewalzt, die PSI speziell für das Walzen dieser Platten entwickelt und gefertigt hat (siehe Abb. 1). „Sie sind so etwas wie ein Cousin der britischen Walzen. Wir walzen sie mit der gleichen Technologie wie die Flügel“, erklärt Silva. Jede Platte wird gebogen, indem sie auf den Walzen hin und her bewegt wird. Dabei wird der Druck auf die Walzen angepasst, bis die Platten die gewünschte Größe auf 0,01 Zoll genau erreichen. Ihm zufolge erschwert die erforderliche hohe Präzision die gleichmäßige Formung der Platten.
Anschließend schweißt der Schweißer den Fülldraht an die Struktur des inneren Rippensystems. „Meiner Meinung nach eignet sich Fülldraht hervorragend für Strukturschweißungen an Edelstahl“, erklärt Silva. „Dadurch entstehen hochwertige Schweißnähte mit Fokus auf Fertigung und Optik.“
Alle Plattenoberflächen werden von Hand geschliffen und maschinell gefräst, um sie auf den Tausendstel Zoll genau aufeinander abzustimmen (siehe Abb. 2). Die Abmessungen werden mit präzisen Mess- und Laserscannern überprüft. Abschließend wird die Platte hochglanzpoliert und mit einer Schutzfolie überzogen.
Etwa ein Drittel der Paneele wurde zusammen mit dem Sockel und der Innenstruktur in einer Testmontage montiert, bevor die Paneele aus Auckland verschifft wurden (siehe Abbildungen 3 und 4). Die Beplankung wurde geplant und mehrere kleine Bretter wurden durch Nahtschweißen miteinander verbunden. „Als wir es in Chicago zusammenbauten, wussten wir, dass es passen würde“, sagte Silva.
Temperatur, Zeit und Vibration des Wagens können dazu führen, dass sich gerollte Platten lösen. Das Rippengitter erhöht nicht nur die Steifigkeit der Platte, sondern sorgt auch dafür, dass die Platte während des Transports ihre Form behält.
Daher wird die Platte, sobald sich das Verstärkungsnetz im Inneren befindet, wärmebehandelt und gekühlt, um Materialspannungen abzubauen. Um Transportschäden weiter zu vermeiden, werden für jede Schale Gestelle angefertigt und anschließend jeweils etwa vier Stück auf einmal in Container geladen.
Anschließend wurden die Container, jeweils etwa vier Stück, mit Halbfertigprodukten beladen und mit den PSI-Teams nach Chicago geschickt, wo sie von den MTH-Teams installiert wurden. Einer der beiden ist Logistiker und koordiniert den Transport, der andere ist Vorarbeiter im technischen Bereich. Er arbeitet täglich mit den MTH-Mitarbeitern zusammen und hilft bei Bedarf bei der Entwicklung neuer Technologien. „Natürlich war er ein sehr wichtiger Teil des Prozesses“, sagte Silva.
Lyle Hill, Präsident von MTH, sagte, dass MTH Industries zunächst damit beauftragt wurde, die ätherische Skulptur im Boden zu verankern und den Überbau zu installieren, dann Bleche daran zu schweißen und den letzten Schliff und das Polieren vorzunehmen, mit freundlicher Genehmigung von PSI Technical Management. Skulptur impliziert ein Gleichgewicht zwischen Kunst und Zweckmäßigkeit, Theorie und Realität, erforderlicher Zeit und geplanter Zeit.
Lou Czerny, MTH-Vizepräsident für Technik und Projektmanager, sagte, er sei von der Einzigartigkeit des Projekts fasziniert. „Soweit wir wissen, geschehen bei diesem Projekt Dinge, die noch nie zuvor getan oder in Betracht gezogen wurden“, sagte Czerny.
Die Arbeit an einem einzigartigen Werk erfordert jedoch vor Ort flexiblen Einfallsreichtum, um mit unvorhergesehenen Problemen umzugehen und Fragen zu beantworten, die im Laufe der Zeit auftreten:
Wie befestigt man 128 autogroße Edelstahlplatten mit Samthandschuhen an einer festen Überbaukonstruktion? Wie lötet man eine riesige bogenförmige Bohne, ohne sich darauf zu verlassen? Wie kann ich eine Schweißnaht durchdringen, ohne von innen schweißen zu können? Wie erreicht man im Feld die perfekte Spiegeloberfläche von Edelstahlschweißnähten? Was passiert, wenn der Blitz einschlägt?
Czerny sagte, der erste Hinweis darauf, dass es sich um ein außergewöhnlich komplexes Projekt handeln würde, sei gewesen, als mit dem Bau und der Installation der 30.000 Pfund schweren Ausrüstung begonnen wurde. Stahlkonstruktion, die die Skulptur trägt.
Obwohl der von PSI zur Verfügung gestellte hochverzinkte Baustahl zur Montage der Unterkonstruktionsbasis relativ einfach herzustellen war, befand sich die Plattform für die Unterkonstruktion jeweils zur Hälfte über dem Restaurant und zur Hälfte über dem Parkplatz, jeweils auf unterschiedlicher Höhe.
„Der Sockel ist also freitragend und wackelig“, sagte Czerny. „An den Stellen, an denen wir viel Stahl verbaut haben, auch am Anfang der Platte selbst, mussten wir den Kran tatsächlich in ein 1,5 Meter tiefes Loch zwängen.“
Czerny sagte, sie hätten ein hochentwickeltes Verankerungssystem verwendet, darunter ein mechanisches Vorspannsystem, ähnlich dem im Kohlebergbau, sowie einige chemische Anker. Sobald die Basis der Stahlkonstruktion im Beton verankert ist, muss ein Überbau errichtet werden, an dem die Hülle befestigt wird.
„Wir begannen mit der Installation des Fachwerksystems mit zwei großen O-Ringen aus Edelstahl 304 – einem am nördlichen und einem am südlichen Ende der Struktur“, so Czerny (siehe Abbildung 3). Die Ringe sind mit sich kreuzenden Rohrfachwerken befestigt. Der Ringkern-Hilfsrahmen wird sektioniert und mittels MSG-Schweißen, Stabschweißen und geschweißten Versteifungen verschraubt.
„Es handelt sich also um einen großen Überbau, den noch niemand zuvor gesehen hat; er dient lediglich der strukturellen Struktur“, sagte Czerny.
Trotz größter Anstrengungen bei der Entwicklung, Konstruktion, Fertigung und Installation aller erforderlichen Komponenten für das Auckland-Projekt ist diese Skulptur beispiellos, und neue Wege gehen stets mit Graten und Kratzern einher. Ebenso ist die Anpassung des Fertigungskonzepts eines Unternehmens an ein anderes nicht so einfach wie die Weitergabe des Staffelstabs. Zudem führte die räumliche Distanz zwischen den Standorten zu Lieferverzögerungen, sodass eine Produktion vor Ort logisch war.
„Die Montage- und Schweißarbeiten wurden zwar in Auckland im Voraus geplant, doch die tatsächlichen Bedingungen vor Ort erforderten Kreativität von allen“, sagte Silva. „Und die Gewerkschaftsmitarbeiter sind wirklich großartig.“
In den ersten Monaten bestand die tägliche Routine von MTH darin, die anfallenden Arbeiten zu planen und die optimale Herstellung einiger Hilfsrahmenkomponenten sowie einiger Streben, Stoßdämpfer, Arme, Bolzen und Stifte zu bestimmen. Er sagte, dass Pogo-Sticks für die Herstellung eines temporären Abstellgleises benötigt würden.
„Es handelt sich um einen kontinuierlichen, dynamischen Design- und Produktionsprozess, um die Dinge in Bewegung zu halten und schnell auf den Markt zu kommen. Wir verbringen viel Zeit damit, das Vorhandene zu sortieren, in manchen Fällen immer wieder neu zu konstruieren und dann die Teile zu produzieren, die wir brauchen.
„Wir haben am Dienstag buchstäblich zehn Artikel, die wir am Mittwoch ausliefern müssen“, sagte Hill. „Wir machen viele Überstunden und viele Arbeiten im Laden werden mitten in der Nacht erledigt.“
„Etwa 75 Prozent der Bordwandaufhängungskomponenten werden vor Ort gefertigt oder modifiziert“, sagte Czerny. „Manchmal haben wir buchstäblich einen 24-Stunden-Tag nachgeholt. Ich war bis 2, 3 Uhr morgens im Laden und bin dann nach Hause gegangen, um zu duschen, habe die Teile um 5:30 Uhr abgeholt und bin trotzdem nass geworden.“
Das temporäre Aufhängungssystem von MTN für die Rumpfmontage besteht aus Federn, Streben und Kabeln. Alle Verbindungen zwischen den Platten sind provisorisch verschraubt. „Somit ist die gesamte Struktur mechanisch verbunden und von innen an 304 Fachwerken aufgehängt“, sagte Czerny.
Sie beginnen mit der Kuppel am Fuß der Omgala-Skulptur – dem „Nabel des Nabels“. Die Kuppel wurde mithilfe eines temporären Vierpunkt-Federsystems, bestehend aus Aufhängern, Kabeln und Federn, an den Fachwerken aufgehängt. Laut Czerny sorgt die Feder für „Schwung“, wenn weitere Bretter hinzugefügt werden. Die Federn werden dann je nach Gewicht jeder einzelnen Platte angepasst, um die gesamte Skulptur auszubalancieren.
Jedes der 168 Bretter verfügt über ein eigenes Vierpunkt-Federsystem, sodass es individuell an Ort und Stelle gehalten wird. „Es geht darum, die Verbindungen nicht zu überbewerten, da diese so zusammengesetzt sind, dass ein 0/0-Abstand entsteht“, sagte Cerny. „Wenn das Brett auf das darunterliegende Brett trifft, kann es zu Verformungen und anderen Problemen kommen.“
Die Präzision von PSI wird durch die sehr gute Montage mit geringem Spiel unterstrichen. „PSI hat bei der Herstellung der Platten fantastische Arbeit geleistet“, sagt Czerny. „Ich spreche ihnen großes Lob aus, denn am Ende passt es wirklich. Die Ausrüstung ist wirklich gut, was ich einfach fantastisch finde. Wir sprechen buchstäblich von Tausendstel Zoll. Die montierte Platte hat einen geschlossenen Rand.“
„Wenn die Montage abgeschlossen ist, denken viele Leute, sie sei fertig“, sagte Silva. Nicht nur, weil die Nähte dicht sind, sondern weil die vollständig montierten Teile und die hochglanzpolierten Platten die Umgebung reflektieren. Doch die Stoßnähte sind sichtbar, flüssiges Quecksilber hat keine Nähte. Außerdem musste die Skulptur vollständig verschweißt werden, um ihre strukturelle Integrität für zukünftige Generationen zu erhalten, sagte Silva.
Die Fertigstellung des Cloud Gate musste während der großen Eröffnung des Parks im Herbst 2004 verschoben werden, sodass Omhalus zu einem lebenden GTAW wurde, was mehrere Monate dauerte.
„Überall an der Struktur sind kleine braune Flecken zu sehen. Es handelt sich um WIG-Lötstellen“, sagte Czerny. „Wir haben im Januar mit der Restaurierung der Zelte begonnen.“
„Die nächste große Produktionsherausforderung für dieses Projekt bestand darin, eine Naht zu schweißen, ohne dass die Formgenauigkeit durch Schweißschrumpfung verloren geht“, sagte Silva.
Laut Czerny sorgt das Plasmaschweißen für die nötige Festigkeit und Steifigkeit bei minimaler Gefährdung des Blechs. Eine Mischung aus 98 % Argon und 2 % Helium reduziert die Umweltverschmutzung am besten und verbessert die Verschmelzung.
Schweißer verwenden Schlüsselloch-Plasmaschweißtechniken unter Verwendung von Thermal Arc®-Stromquellen und speziellen Traktor- und Brennerbaugruppen, die von PSI entwickelt und verwendet werden.