החזון של אניש קאפור לפסל "שער העננים" בפארק המילניום של שיקגו הוא שהוא ייראה כמו כספית נוזלית, המשקפת בצורה חלקה את העיר הסובבת. השגת שלמות זו היא מלאכת אהבה.
"מה שרציתי לעשות עם פארק המילניום היה לכלול את קו הרקיע של שיקגו... כדי שאנשים יוכלו לראות את העננים המרחפים בו ואת הבניינים הגבוהים מאוד האלה משתקפים ביצירה. המשתתף, הצופה, יוכל להיכנס לחדר העמוק מאוד הזה, שבמובן מסוים פועל על השתקפותו שלו באותו אופן שמראה היצירה פועל על השתקפות העיר הסובבת", אמר האמן הבריטי המפורסם בעולם, אניש קאפור, פסל בסגנון שער העננים.
כשמסתכלים על פני השטח השקטים של פסל הנירוסטה המונומנטלי הזה, קשה לנחש כמה מתכת ואומץ מסתתרים מתחת לפני השטח שלו. קלאוד גייט מסתיר את סיפוריהם של למעלה מ-100 יצרני מתכת, חותכים, רתכים, גוזמים, מהנדסים, טכנאים, מתקינים, מתקינים ומנהלים - למעלה מ-5 שנים של עבודה.
רבים עבדו שעות ארוכות, עבדו בסדנאות באמצע הלילה, הקימו אוהלים באתר בנייה ועמלו בטמפרטורות של 43 מעלות צלזיוס בחליפות Tyvek® מלאות וחצאי מסכות. חלקם עובדים נגד כוח הכבידה, תלויים על רתמות, אוחזים בכלים ועובדים על מדרונות חלקלקים. הכל עושה קצת (והרבה מעבר) כדי להפוך את הבלתי אפשרי לאפשרי.
יצירת הקונספט של פסל אניש קאפור, העושה שימוש בענן צף אתרי, לפסל פלדת אל-חלד במשקל 110 טון, באורך 20 מטר ובגובה 10 מטר, הייתה משימה של חברת Performance Structures Inc. (PSI) מאוקלנד, קליפורניה, ו-MTH מוילה פארק, אילינוי. בציון 120 שנה להיווסדה, MTH היא אחת מקבלניות הפלדה והזכוכית המבניות הוותיקות ביותר באזור שיקגו.
הדרישות ליישום הפרויקט יהיו תלויות בביצועים האמנותיים, בתושייה, במיומנויות המכניות ובידע הייצור של שתי החברות. הן מייצרות ציוד בהתאמה אישית ואף בונות עבור הפרויקט.
חלק מבעיות הפרויקט נובעות מצורתו המעוקלת באופן מוזר - נקודה או טבור הפוך - וחלקן מגודלו העצום. הפסלים נבנו על ידי שתי חברות שונות במקומות שונים, אלפי קילומטרים זה מזה, מה שיוצר בעיות בתחבורה ובסגנונות עבודה. תהליכים רבים שיש לבצע בשטח קשים לביצוע בשטח, שלא לדבר על שטח. הקושי הגדול נובע פשוט מכך שמבנה כזה מעולם לא נוצר קודם לכן. לכן, אין קשר, אין תוכנית, אין מפת דרכים.
לאיתן סילבה מ-PSI ניסיון רב בבניית גופי ספינות, תחילה על ספינות ומאוחר יותר בפרויקטים אמנותיים אחרים, והוא מוסמך לבצע משימות ייחודיות לבניית גופי ספינות. אניש קאפור ביקש מבוגרי פיזיקה ואמנות לספק דגם קטן.
"אז הכנתי דגימה בגודל 2 על 3 מטרים, חתיכה חלקה ומעוגלת ומלוטשת, והוא אמר, 'אה, עשית את זה, אתה היחיד שעשה את זה', כי הוא מחפש כבר שנתיים. תמצא מישהו שכן יספיק", אמר סילבה.
התוכנית המקורית הייתה ש-PSI תבנה את הפסל בשלמותו ולאחר מכן תשלח את כל היצירה מדרום לאוקיינוס ​​השקט דרך תעלת פנמה וצפונה לאורך האוקיינוס ​​האטלנטי ונתיב הים סנט לורנס לנמל באגם מישיגן. אדוארד אוליר, מנכ"ל Millennium Park Inc. על פי ההצהרה, מערכת מסוע שתוכננה במיוחד תיקח אותו ל-Millennium Park. אילוצי זמן ומעשיות אילצו את התוכניות הללו להשתנות. לפיכך, היה צורך לאבטח את הפאנלים המעוקלים להובלה ולהעביר אותם במשאית לשיקגו, שם MTH הרכיבה את התשתית והמבנה העל, וחיברה את הפאנלים למבנה העל.
גימור וליטוש ריתוכים של Cloud Gate כדי להעניק להם מראה חלק היה אחד ההיבטים הקשים ביותר של ההתקנה וההרכבה באתר. התהליך בן 12 השלבים מושלם על ידי מריחת סומק מבהיר, בדומה ללק לתכשיטים.
"בעיקרון, עבדנו על הפרויקט הזה במשך כשלוש שנים כדי לייצר את החלקים האלה", אמר סילבה. "זו עבודה קשה. לוקח הרבה זמן להבין איך לעשות את זה ולעבד את הפרטים; אתם יודעים, פשוט להביא לשלמות. הדרך בה אנו משתמשים בטכנולוגיית מחשבים ובעיבוד מתכת טוב וישן היא שילוב של חישול וטכנולוגיית תעופה וחלל."
הוא אמר שקשה לייצר משהו כל כך גדול וכבד בדיוק רב. הלוחות הגדולים ביותר היו ברוחב 2.2 מטרים ובאורך 3.6 מטרים בממוצע ומשקלם היה 600 ק"ג.
"ביצוע כל עבודות ה-CAD ויצירת שרטוטי החנות בפועל עבור העבודה הם פרויקט גדול בפני עצמו", אומר סילבה. "אנו משתמשים בטכנולוגיית מחשב כדי למדוד את הלוחות ולהעריך במדויק את צורתם ועקמומם כך שיתאימו יחד בצורה נכונה."
"עשינו סימולציית מחשב ואז חילקנו את זה", אמר סילבה. "ניצלתי את הניסיון שלי בבניית קונכיות והיו לי כמה רעיונות כיצד לפלח את הצורות כך שקווי התפר יעבדו כדי שנוכל לקבל את התוצאות האיכותיות ביותר."
חלק מהלוחות מרובעים, חלקם בצורת פאי. ככל שהם קרובים יותר למעבר החד, כך הם בצורת פאי יותר ורדיוס המעבר הרדיאלי גדול יותר. בחלק העליון הם שטוחים וגדולים יותר.
הפלזמה חותכת פלדת אל-חלד 316L בעובי של 1/4 עד 3/8 אינץ', אומר סילבה, שהיא חזקה מספיק בפני עצמה. "האתגר האמיתי הוא לתת ללוחות הענקיים עקמומיות מדויקת למדי. זה נעשה על ידי עיצוב וייצור מדויקים מאוד של מסגרת מערכת הצלעות עבור כל לוח. בדרך זו, נוכל לקבוע במדויק את צורתו של כל לוח."
הלוחות מגולגלים על גלילים תלת-ממדיים ש-PSI תכננה וייצרה במיוחד לגלגול לוחות אלה (ראה איור 1). "זה קצת כמו בן דוד של הגלילים הבריטיים. אנחנו מגלגלים אותם באותה טכנולוגיה כמו הכנפיים", אמר סילבה. כופפו כל פאנל על ידי הזזתו קדימה ואחורה על הגלילים, תוך התאמת הלחץ על הגלילים עד שהלוחות יהיו במרחק של פחות מ-0.01 אינץ' מהגודל הרצוי. לדבריו, הדיוק הגבוה הנדרש מקשה על עיצוב חלק של יריעות.
לאחר מכן, הרתך מרתך את חוט הליבה הפלוקסית למבנה של המערכת הפנימית המצולעת. "לדעתי, חוט ליבה פלוקסית הוא דרך נהדרת ליצור ריתוכים מבניים מפלדת אל-חלד", מסביר סילבה. "זה נותן ריתוכים באיכות גבוהה עם דגש על ייצור ומראה נהדר."
כל משטחי הלוחות משופשפים ידנית ומלטשים במכונה כדי לחתוך אותם לעובי של אלפית האינץ' כדי שיתאימו זה לזה (ראה איור 2). יש לאמת את המידות באמצעות ציוד מדידה מדויק וסריקת לייזר. לבסוף, הלוח מלוטש לגימור מראה ומכוסה בסרט מגן.
כשליש מהפאנלים, יחד עם הבסיס והמבנה הפנימי, הורכבו בהרכבת ניסיון לפני שהפאנלים נשלחו מאוקלנד (ראה איורים 3 ו-4). תכננו את תהליך הקרשים וריתכו בתפר כמה לוחות קטנים כדי לחבר אותם יחד. "אז כשהרכבנו את זה בשיקגו, ידענו שזה יתאים", אמר סילבה.
טמפרטורה, זמן ורעידות של העגלה עלולים לגרום להתרופפות של יריעות מגולגלות. הסורג המצלוע נועד לא רק להגביר את קשיחות הלוח, אלא גם לשמור על צורת הלוח במהלך ההובלה.
לכן, כאשר רשת החיזוק בפנים, הפלטה עוברת טיפול חום ומקוררת כדי להקל על הלחץ בחומר. כדי למנוע נזק נוסף במהלך ההובלה, עריסות מיוצרות לכל צלחת ולאחר מכן מועמסות למיכלים, כארבע בכל פעם.
לאחר מכן, המכולות הועמסו במוצרים מוגמרים למחצה, כארבעה בכל פעם, ונשלחו לשיקגו עם צוותי PSI להתקנה על ידי צוותי MTH. אחד מהם הוא לוגיסטי שמרכז את ההובלה, והשני הוא מפקח בתחום הטכני. הוא עובד מדי יום עם צוות MTH ומסייע בפיתוח טכנולוגיות חדשות לפי הצורך. "כמובן, הוא היה חלק חשוב מאוד בתהליך", אמר סילבה.
לייל היל, נשיא MTH, אמר כי MTH Industries הוטל בתחילה עליה לעגן את הפסל האתרי לקרקע ולהתקין את המבנה העל, לאחר מכן לרתך אליו יריעות ולבצע את הליטוש והליטוש הסופיים, באדיבות PSI Technical Management. פיסול מרמז על איזון בין אמנות למעשיות, תיאוריה למציאות, זמן נדרש וזמן מתוכנן.
לו צ'רני, סגן נשיא להנדסה ומנהל פרויקטים ב-MTH, אמר שהוא מתעניין בייחודיות של הפרויקט. "למיטב ידיעתנו, דברים קורים בפרויקט הספציפי הזה שמעולם לא נעשו או שלא נשקלו מעולם", אמר צ'רני.
אבל עבודה על עבודה ראשונה מסוגה דורשת גמישות ותושייה באתר כדי להתמודד עם בעיות בלתי צפויות ולענות על שאלות שעולות בדרך:
איך מחברים 128 פאנלים מפלדת אל-חלד בגודל של מכונית למבנה עילי קבוע תוך כדי לבוש כפפות ילדים? איך להלחים פול ענק בצורת קשת בלי להסתמך עליה? איך אפשר לחדור ריתוך בלי להיות מסוגל לרתך מבפנים? איך להשיג גימור מראה מושלם של ריתוכים מפלדת אל-חלד בשטח? מה קורה אם ברק פוגע בו?
צ'רני אמר שהאינדיקציה הראשונה לכך שמדובר בפרויקט מורכב במיוחד הייתה כאשר החלו הבנייה וההתקנה של הציוד במשקל 14,000 ק"ג. מבנה פלדה התומך בפסל.
למרות שפלדת המבנה עתירת האבץ שסיפקה PSI להרכבת בסיס התשתית הייתה קלה יחסית לייצור, הפלטפורמה לתשתית מוקמה חצי מעל המסעדה וחצי מעל חניון הרכבים, כל אחת בגובה שונה.
"אז הבסיס קצת שלוחה ומתנדנד", אמר צ'רני. "במקום שבו שמנו הרבה מהפלדה הזו, כולל בתחילת הלוח עצמו, היינו צריכים לדחוף את העגורן לתוך חור של 1.5 מטרים."
צ'רני אמר שהם השתמשו במערכת עיגון מתוחכמת מאוד, כולל מערכת מתיחת קדם מכנית בדומה לאלו המשמשות בכריית פחם וכמה עוגנים כימיים. לאחר שבסיס מבנה הפלדה מעוגן בבטון, יש לבנות מבנה-על שאליו תחובר המעטפת.
"התחלנו להתקין את מערכת המסבכים באמצעות שתי טבעות O גדולות מפלדת אל-חלד 304 - אחת בקצה הצפוני של המבנה ואחת בקצה הדרומי", אומר צ'רני (ראה איור 3). הטבעות מהודקות באמצעות מסבכים צינוריים מצטלבים. תת-המסגרת של ליבת הטבעת מחולקת ומוברגת למקומה באמצעות GMAW, ריתוך מוטות וקשיחים מרותכים.
"אז יש מבנה-על גדול שאף אחד מעולם לא ראה; הוא אך ורק למסגרת המבנית", אמר צ'רני.
למרות המאמצים הטובים ביותר לתכנן, להנדס, לייצר ולהתקין את כל הרכיבים הנדרשים לפרויקט באוקלנד, פסל זה הוא חסר תקדים ודרכים חדשות מלוות תמיד בגושים ושריטות. באופן דומה, התאמה של קונספט ייצור של חברה אחת לאחרת אינה קלה כמו העברת שרביט. בנוסף, המרחק הפיזי בין אתרים גרם לעיכובים באספקה, מה שהופך את הייצור באתר להגיוני.
"בעוד שהליכי ההרכבה והריתוך תוכננו באוקלנד מראש, תנאי האתר בפועל דרשו מכולם להיות יצירתיים", אמר סילבה. "וצוות האיגוד באמת נהדר".
במשך החודשים הראשונים, שגרת יומה של MTH הייתה לקבוע מה כוללת העבודה היומית וכיצד לייצר בצורה הטובה ביותר חלק מרכיבי הרכבת תת-השלדה, כמו גם כמה תמוכות, "בולמי זעזועים", זרועות, פינים ופינים. אר אמר כי היה צורך במקלות פוגו כדי ליצור מערכת ציפוי זמנית.
"זהו תהליך תכנון וייצור מתמשך תוך כדי תנועה כדי לשמור על תנועת הדברים ולהגיע לשטח במהירות. אנחנו משקיעים זמן רב במיון מה שיש לנו, במקרים מסוימים בתכנון מחדש ועיצוב מחדש, ואז בייצור החלקים שאנחנו צריכים."
"באופן מילולי ביום שלישי יהיו לנו 10 דברים שנצטרך לספק למקום ביום רביעי", אמר היל. "יש לנו הרבה שעות נוספות והרבה עבודה בחנות שנעשית באמצע הלילה".
"כ-75 אחוז מרכיבי המתלה של המזנון מיוצרים או משופרים בשטח", אמר צ'רני. "כמה פעמים פשוט פיזרנו על יום עבודה של 24 שעות. הייתי בחנות עד 2, 3 לפנות בוקר וחזרתי הביתה להתקלח, אספתי ב-5:30 ועדיין נרטבתי."
מערכת המתלה הזמנית של MTN להרכבת גוף הספינה מורכבת מקפיצים, תמוכות וכבלים. כל המפרקים בין הלוחות מחוברים יחד באופן זמני עם ברגים. "כך שכל המבנה מחובר מכנית, תלוי מבפנים על גבי קורות 304", אמר צ'רני.
הם מתחילים מהכיפה בבסיס פסל האומגלה – "טבור הטבור". הכיפה נתלתה מהקורות באמצעות מערכת תמיכה זמנית של קפיצי תלייה בת ארבע נקודות, המורכבת מתלים, כבלים וקפיצים. צ'רני אמר שהקפיץ מספק "קפיצה" ככל שמוסיפים לוחות נוספים. לאחר מכן הקפיצים מותאמים בהתאם למשקל שנוסף על ידי כל לוח כדי לאזן את הפסל כולו.
לכל אחד מ-168 הלוחות יש מערכת תמיכה קפיצית משלו בעלת ארבע נקודות, כך שהוא נתמך באופן אינדיבידואלי במקומו. "הרעיון הוא לא להפריז בערך של אף חיבור, כי חיבורים אלה מורכבים יחד כדי להשיג פער של 0/0", אמר סרני. "אם הלוח פוגע בלוח שמתחתיו, זה יכול להוביל לעיוות ולבעיות אחרות."
כעדות לדיוק של PSI, ההרכבה טובה מאוד עם מעט משחק. "PSI עשתה עבודה נהדרת בייצור הפאנלים", אומר צ'רני. "אני נותן להם קרדיט כי בסופו של דבר הוא באמת מתאים. הציוד ממש טוב, וזה פשוט פנטסטי מבחינתי. אנחנו מדברים פשוטו כמשמעו על אלפיות האינץ'. לפלטה המורכבת יש קצה סגור."
"כשהם מסיימים להרכיב, הרבה אנשים חושבים שזה גמור", אמר סילבה, לא רק בגלל שהתפרים הדוקים, אלא בגלל שהחלקים המורכבים במלואם והלוחות המלוטשים במראות משתקפים את סביבתו. אבל תפרי הצד נראים לעין, לכספית נוזלית אין תפרים. בנוסף, הפסל היה צריך להיות מרותך במלואו כדי לשמר את שלמותו המבנית לדורות הבאים, אמר סילבה.
השלמת שער העננים נאלצה להתעכב במהלך הפתיחה החגיגית של הפארק בסתיו 2004, כך שאומלוס הפך לשער GTAW חי, וזה נמשך מספר חודשים.
"אפשר לראות נקודות חומות קטנות מסביב למבנה, שהן חיבורי הלחמה של TIG", אמר צ'רני. "התחלנו לשפץ את האוהלים בינואר".
"אתגר הייצור העיקרי הבא בפרויקט הזה היה לרתך תפר מבלי לאבד את דיוק הצורה עקב הצטמקות הריתוך", אמר סילבה.
לדברי צ'רני, ריתוך בפלזמה מספק את החוזק והקשיחות הדרושים עם סיכון מינימלי ליריעה. תערובת של 98% ארגון ו-2% הליום היא הטובה ביותר בהפחתת זיהום ובשיפור היתוך.
רתכים משתמשים בטכניקות ריתוך פלזמה מסוג Keyhole באמצעות מקורות כוח Thermal Arc® ומכלולי טרקטור ולוח מיוחדים שתוכננו ונמצאים בשימוש על ידי PSI.