아니쉬 카푸어는 시카고 밀레니엄 파크의 클라우드 게이트 조형물을 마치 액체 수은처럼 보이도록 디자인하여 주변 도시를 부드럽게 반사시키는 비전을 제시했습니다. 이러한 온전함을 구현하는 것은 애정 어린 노력의 결과입니다.
밀레니엄 파크에서 제가 하고 싶었던 것은 시카고 스카이라인을 담아내는 것이었습니다. 그래서 사람들이 그 위에 떠 있는 구름과 작품에 비친 높은 빌딩들을 볼 수 있도록 말입니다. 그리고 문 형태로 되어 있기 때문에 참여자, 즉 관람객은 이 매우 깊은 방으로 들어갈 수 있게 됩니다. 어떤 의미에서는 작품의 모습이 주변 도시의 모습을 비추는 것과 같은 방식으로, 그 방에 사람의 모습이 비춰지는 것과 같은 효과를 냅니다. — 세계적으로 유명한 영국 예술가. 클라우드 게이트 조각가 아니쉬 카푸어
이 기념비적인 스테인리스 스틸 조각품의 고요한 표면을 보면 그 안에 얼마나 많은 금속과 용기가 숨겨져 있는지 짐작하기 어렵습니다. 클라우드 게이트는 5년 동안 100명이 넘는 금속 제작자, 절단기, 용접공, 트리머, 엔지니어, 기술자, 금속 세공인, 설치 기사, 관리자들의 이야기를 담고 있습니다.
많은 사람들이 장시간 일하고, 한밤중에 작업장에서 일하고, 건설 현장에서 야영하고, 47도(섭씨 54도)의 고온 속에서 타이벡® 전신 보호복과 반장갑을 착용하고 일합니다. 어떤 사람들은 중력에 맞서 싸우고, 안전벨트에 매달리고, 공구를 들고, 미끄러운 경사로에서 작업합니다. 모든 것이 불가능을 가능하게 만들기 위해 조금씩 (그리고 그 이상을) 노력합니다.
조각가 아니쉬 카푸어의 공중에 떠다니는 구름이라는 개념을 110톤, 길이 66피트, 높이 33피트의 스테인리스 스틸 조각으로 발전시킨 것은 캘리포니아주 오클랜드에 있는 퍼포먼스 스트럭처스(PSI)와 일리노이주 빌라 파크에 있는 MTH(Materials Structures Inc.)의 작업이었습니다. 120주년을 맞이한 MTH는 시카고 지역에서 가장 오래된 구조용 강철 및 유리 시공업체 중 하나입니다.
프로젝트 실행에 필요한 요건은 두 회사의 예술적 역량, 독창성, 기계 기술, 그리고 제조 노하우에 달려 있습니다. 프로젝트를 위해 맞춤 제작되거나 심지어 조립된 장비도 사용됩니다.
이 프로젝트의 문제 중 일부는 기묘하게 휘어진 모양(점이나 거꾸로 된 배꼽 모양)에서 비롯되고, 다른 일부는 그 엄청난 크기에서 비롯됩니다. 이 조각품들은 수천 마일이나 떨어진 서로 다른 장소에 있는 두 개의 다른 회사에서 제작되었기 때문에 운송 및 작업 방식에 문제가 있었습니다. 현장에서 수행해야 하는 많은 공정을 현장에서는 물론이고 작업 현장에서 수행하기도 어렵습니다. 이러한 구조물이 이전에 만들어진 적이 없기 때문에 큰 어려움이 발생합니다. 따라서 연결 고리도, 계획도, 로드맵도 없습니다.
PSI의 에단 실바는 선체 제작 분야에서 풍부한 경험을 보유하고 있으며, 처음에는 선박 제작, 이후 다른 예술 프로젝트에서도 경험을 쌓았고, 특별한 선체 제작 작업을 수행할 자격을 갖추고 있습니다. 아니쉬 카푸어는 물리학과 미술 전공 졸업생에게 소형 모형을 제공해 달라고 요청했습니다.
"그래서 저는 2m x 3m 크기의 샘플을 만들었어요. 정말 매끄럽고 곡선형의 광택이 나는 작품이었죠. 그러자 그가 '아, 당신이 했어요. 당신만이 할 수 있어요'라고 말했어요. 그는 2년 동안 그 일을 해줄 사람을 찾고 있었거든요."라고 실바가 말했습니다.
밀레니엄 파크(Millennium Park Inc.)의 최고경영자(CEO) 에드워드 울리르(Edward Ulir)에 따르면, 원래 계획은 PSI가 조각품 전체를 제작 및 제작한 후 태평양 남쪽으로 파나마 운하를 거쳐 대서양을 따라 북쪽으로, 세인트 로렌스 수로를 따라 미시간 호의 항구까지 전체를 운송하는 것이었습니다. 이 성명에 따르면, 특별히 설계된 컨베이어 시스템을 통해 조각품이 밀레니엄 파크로 운반될 예정입니다. 하지만 시간적 제약과 현실적인 어려움으로 인해 이러한 계획은 변경되었습니다. 따라서 운송을 위해 곡면 패널을 고정하고 시카고로 트럭으로 운송해야 했습니다. 시카고에서 MTH는 하부 구조와 상부 구조를 조립하고 패널을 상부 구조에 연결했습니다.
클라우드 게이트 용접 부위를 매끄럽게 마감하고 광택을 내는 작업은 현장 설치 및 조립 과정에서 가장 어려운 작업 중 하나였습니다. 12단계로 이루어진 이 공정은 보석 광택제와 유사한 광택 블러시를 도포하는 방식으로 마무리됩니다.
"기본적으로 이 부품들을 만드는 데 3년 정도 걸렸습니다." 실바가 말했다. "정말 힘든 작업입니다. 어떻게 해야 할지 파악하고 세부 사항을 다듬는 데 시간이 많이 걸립니다. 아시다시피, 완벽하게 만드는 거죠. 컴퓨터 기술과 오랜 금속 가공 기술을 활용하는 방식은 단조 기술과 항공우주 기술의 조합입니다."
그에 따르면, 그렇게 크고 무거운 것을 정밀하게 만드는 것은 어렵다고 합니다. 가장 큰 석판은 평균 너비가 7피트(약 2.2m), 길이가 11피트(약 3.8m), 무게는 1,500파운드(약 740kg)에 달했습니다.
"모든 CAD 작업을 하고 실제 작업 도면을 만드는 것 자체가 큰 프로젝트입니다."라고 실바는 말합니다. "저희는 컴퓨터 기술을 사용하여 플레이트를 측정하고 모양과 곡률을 정확하게 평가하여 플레이트가 제대로 맞물리도록 합니다.
"컴퓨터 시뮬레이션을 한 후 분할했습니다." 실바는 말했다. "조개껍질 제작 경험을 바탕으로, 이음새가 잘 맞도록 모양을 분할하는 방법에 대한 몇 가지 아이디어를 떠올렸고, 최상의 결과를 얻을 수 있었습니다."
어떤 판은 정사각형이고, 어떤 판은 파이 모양입니다. 날카로운 변이점에 가까울수록 파이 모양이 더 커지고 방사형 변이점의 반지름도 더 커집니다. 윗부분은 더 평평하고 더 큽니다.
실바는 플라즈마가 1/4인치에서 3/8인치 두께의 316L 스테인리스 스틸을 절단하는데, 이 자체로도 충분히 강하다고 말합니다. "진짜 어려운 점은 거대한 슬래브에 상당히 정밀한 곡률을 부여하는 것입니다. 이는 각 슬래브의 리브 시스템 프레임을 매우 정밀하게 형상화하고 제작하는 과정을 통해 이루어집니다. 이렇게 하면 각 슬래브의 형상을 정확하게 결정할 수 있습니다."
보드는 PSI가 특별히 설계 및 제작한 3D 롤러에 압연됩니다(그림 1 참조). 실바는 "영국 롤러의 사촌뻘 되는 기계입니다. 날개와 동일한 기술을 사용하여 압연합니다."라고 말했습니다. 각 패널을 롤러 위에서 앞뒤로 움직이면서 구부리고, 패널이 원하는 크기와 0.01인치(약 0.2cm) 이내가 될 때까지 롤러의 압력을 조절합니다. 그에 따르면, 높은 정밀도가 요구되기 때문에 시트를 매끄럽게 성형하는 것이 어렵다고 합니다.
그런 다음 용접공은 플럭스 코어 와이어를 내부 리브 시스템의 구조에 용접합니다. 실바는 "제 생각에 플럭스 코어 와이어는 스테인리스강 구조 용접을 만드는 데 정말 좋은 방법입니다."라고 설명하며, "이를 통해 제조와 외관에 중점을 둔 고품질 용접을 얻을 수 있습니다."라고 덧붙였습니다.
모든 보드 표면은 기계로 수작업으로 샌딩 및 밀링하여 1/1000인치(약 1000분의 1인치)까지 정밀하게 절단하여 조립합니다(그림 2 참조). 정확한 측정 및 레이저 스캐닝 장비를 사용하여 치수를 확인합니다. 마지막으로, 플레이트를 경면 연마하여 광택을 내고 보호 필름을 씌웁니다.
패널의 약 3분의 1은 오클랜드에서 배송되기 전에 바닥과 내부 구조를 포함한 테스트 조립 과정을 거쳤습니다(그림 3과 4 참조). 판자 제작 과정을 계획하고 여러 개의 작은 판자를 이음용접하여 연결했습니다. 실바는 "시카고에서 조립할 때 딱 맞을 거라는 확신이 있었습니다."라고 말했습니다.
온도, 시간, 그리고 트롤리의 진동은 롤 시트가 느슨해지는 원인이 될 수 있습니다. 리브형 격자는 보드의 강성을 높일 뿐만 아니라 운송 중 보드의 형태를 유지하도록 설계되었습니다.
따라서 강화 메시가 내부에 있는 접시는 열처리 및 냉각 과정을 거쳐 재료의 응력을 완화합니다. 운송 중 손상을 방지하기 위해 각 접시마다 받침대를 제작하여 한 번에 약 4개씩 용기에 담습니다.
그런 다음 컨테이너에 반제품을 한 번에 네 개 정도씩 실어 PSI 직원들과 함께 시카고로 보내 MTH 직원들이 설치하도록 했습니다. 한 명은 운송을 조정하는 물류 담당자이고, 다른 한 명은 기술 분야의 감독자입니다. 그는 매일 MTH 직원들과 협력하며 필요에 따라 신기술 개발을 지원합니다. 실바는 "물론 그는 이 과정에서 매우 중요한 역할을 했습니다."라고 말했습니다.
MTH 사장인 라일 힐에 따르면, MTH 산업은 원래 환상적인 조각품을 땅에 고정하고 상부 구조를 설치한 다음, 마지막으로 샌딩과 광택 작업을 한 후 시트를 용접하는 작업을 맡았습니다. 예술성과 실용성, 이론과 현실성 사이의 균형, 필요한 시간과 예정된 시간.
MTH 엔지니어링 부사장 겸 프로젝트 매니저인 루 체르니는 이 프로젝트의 독창성에 관심이 있다고 말했습니다. "저희가 아는 한, 이 프로젝트에서는 이전에는 한 번도 시도되거나 고려된 적이 없는 일들이 일어나고 있습니다."라고 체르니는 말했습니다.
하지만 최초로 시도되는 작업을 수행하려면 예상치 못한 문제를 해결하고 작업 과정에서 발생하는 질문에 답할 수 있는 유연한 현장 독창성이 필요합니다.
자동차 크기의 스테인리스 스틸 패널 128개를 어떻게 하면 장갑을 끼고 영구적인 상부 구조물에 부착할 수 있을까요? 거대한 활 모양의 콩을 콩에 의존하지 않고 용접하는 방법은 무엇일까요? 내부에서 용접하지 않고도 용접부를 관통할 수 있는 방법은 무엇일까요? 현장에서 스테인리스 스틸 용접부의 완벽한 거울면 마감을 얻는 방법은 무엇일까요? 번개가 치면 어떻게 될까요?
체르니는 이 프로젝트가 매우 복잡하다는 첫 징후는 3만 파운드(약 13,000kg) 무게의 장비 건설 및 설치가 시작되었을 때였다고 말했습니다. 조각품을 지탱하는 철골 구조물이었죠.
PSI가 하부 구조의 기초를 조립하는 데 제공한 고아연 구조용 강철은 비교적 제작하기 쉬웠지만, 하부 구조의 플랫폼은 절반이 레스토랑 위이고 절반이 주차장 위에 있었으며, 각각 다른 높이에 위치해 있었습니다.
"그래서 기초가 캔틸레버식으로 되어 있어서 흔들리는 거죠." 체르니가 말했다. "슬래브 시작 부분을 포함해 이 강철을 많이 넣은 곳에서는 크레인을 1.5미터(5피트) 깊이의 구멍에 강제로 밀어 넣어야 했습니다."
체르니는 석탄 채굴에 사용되는 것과 유사한 기계식 프리텐셔닝 시스템과 일부 화학 앵커를 ​​포함한 매우 정교한 앵커 시스템을 사용했다고 밝혔습니다. 철골 구조물의 기초가 콘크리트에 고정되면, 외피를 부착할 상부 구조물을 건설해야 합니다.
체르니는 "우리는 두 개의 대형 304 스테인리스 스틸 O-링을 사용하여 트러스 시스템 설치를 시작했습니다. 하나는 구조물의 북쪽 끝과 남쪽 끝에 각각 하나씩입니다."라고 말합니다(그림 3 참조). O-링은 교차하는 관형 트러스로 고정됩니다. 링 코어 서브프레임은 GMAW, 바 용접, 그리고 용접 보강재를 사용하여 절단하고 볼트로 고정합니다.
체르니는 "아무도 본 적이 없는 거대한 상부 구조물이 있는데, 그것은 순전히 구조적 틀을 위한 것"이라고 말했다.
오클랜드 프로젝트에 필요한 모든 구성 요소를 설계, 엔지니어링, 제작 및 설치하는 데 최선을 다했음에도 불구하고, 이 조각품은 전례 없는 것이며, 새로운 길은 항상 삐걱거림과 긁힘을 동반합니다. 마찬가지로, 한 회사의 제조 컨셉을 다른 회사의 컨셉과 일치시키는 것은 바통을 넘겨주는 것만큼 쉽지 않습니다. 게다가, 현장 간의 물리적 거리로 인해 납품이 지연되었기 때문에 일부 지역에서 생산되는 것이 합리적이었습니다.
"오클랜드에서 조립 및 용접 작업을 미리 계획했지만, 실제 현장 여건 때문에 모두가 창의력을 발휘해야 했습니다."라고 실바는 말했습니다. "그리고 노조 직원들은 정말 훌륭합니다."
처음 몇 달 동안 MTH의 일상 업무는 하루 업무 내용을 파악하고 서브프레임 조립 부품, 스트럿, "쇼크", 암, 핀, 핀 등을 제작하는 최적의 방법을 파악하는 것이었습니다. Er은 임시 사이딩 시스템을 만들기 위해 포고 스틱이 필요하다고 말했습니다.
"물건을 신속하게 현장에 투입하고 원활하게 진행하기 위해 끊임없이 즉석에서 설계 및 생산 프로세스를 진행합니다. 우리는 보유한 부품을 정리하고, 경우에 따라 재설계를 거듭하며 많은 시간을 투자한 후, 필요한 부품을 제작합니다.
"화요일에는 수요일에 배송해야 할 물건이 무려 10개나 됩니다." 힐 씨가 말했다. "초과 근무도 많고, 매장에서 한밤중에 처리해야 할 일도 많습니다."
"사이드보드 서스펜션 부품의 약 75%가 현장에서 제작되거나 개조됩니다."라고 체르니는 말했습니다. "몇 번은 말 그대로 24시간 내내 일해야 했습니다. 새벽 2시나 3시까지 매장에 있다가 5시 30분에 집에 돌아와 샤워를 하고 아직 젖은 재료를 사러 갔습니다."
선체 조립을 위한 MTN 임시 현수 시스템은 스프링, 스트럿, 케이블로 구성됩니다. 판 사이의 모든 접합부는 볼트로 임시 고정됩니다. 체르니는 "따라서 전체 구조는 기계적으로 연결되어 304개의 트러스에 내부에서 매달려 있습니다."라고 말했습니다.
그들은 옴갈라 조각품의 바닥에 있는 돔, 즉 "배꼽의 배꼽"에서 시작합니다. 돔은 행거, 케이블, 스프링으로 구성된 임시 4점 스프링 지지 시스템을 사용하여 트러스에 매달렸습니다. 체르니는 판재를 더 추가할수록 스프링이 "반발력"을 제공한다고 설명했습니다. 그런 다음 각 판재가 더하는 무게에 따라 스프링을 조정하여 전체 조각품의 균형을 맞춥니다.
168개의 보드는 각각 4점 스프링 서스펜션 지지 시스템을 갖추고 있어 제자리에서 개별적으로 지지됩니다. "이음새는 0/0 브레이크를 구현하기 위해 조립된 것이므로 어떤 조인트도 과대평가해서는 안 됩니다."라고 세르니는 말했습니다. "보드가 아래쪽 보드에 부딪히면 휘어짐이나 다른 문제가 발생할 수 있습니다."
PSI의 정확성을 증명하듯, 조립은 거의 손대지 않고 아주 잘 되었습니다. "PSI는 패널 작업을 정말 훌륭하게 해냈어요."라고 체르니는 말합니다. "결국 정말 잘 맞기 때문에 PSI에 찬사를 보냅니다. 핏이 정말 좋고 제게는 아주 좋습니다. 말 그대로 1/1000인치 정도 차이가 나요."
"조립이 끝나면 많은 사람들이 완성되었다고 생각합니다." 실바는 이렇게 말했습니다. 이음새가 촘촘할 뿐만 아니라, 고광택 거울 마감 처리된 판이 주변 환경을 반사하기 때문에 완성된 부품들이 그 역할을 하기 때문입니다. 하지만 엉덩이 부분의 이음새는 보이지만, 액체 수은에는 이음새가 없습니다. 또한, 이 조각품은 미래 세대를 위해 구조적 무결성을 유지하기 위해 완전히 용접되어야 했다고 실바는 말했습니다.
클라우드 게이트의 완공은 2004년 가을에 공원이 대대적으로 개장하는 동안 지연되어야 했기 때문에 오할루스는 살아있는 GTAW가 되었고 이런 일은 몇 달 동안 계속되었습니다.
"구조물 곳곳에 작은 갈색 점들이 보이는데, TIG 납땜 접합부입니다." 체르니가 말했다. "1월부터 텐트 복구 작업을 시작했습니다."
실바는 "이 프로젝트의 다음 주요 생산 과제는 용접 수축으로 인해 모양 정확도가 손상되지 않도록 이음매를 용접하는 것이었습니다."라고 말했습니다.
체르니에 따르면, 플라즈마 용접은 강판에 대한 위험을 최소화하면서 필요한 강도와 강성을 제공합니다. 98% 아르곤과 2% 헬륨의 혼합 가스가 오염을 줄이고 용융을 개선하는 데 가장 효과적입니다.
용접공은 PSI가 설계하고 사용하는 Thermal Arc® 전원과 특수 트랙터 및 토치 조립품을 사용하는 키홀 플라스마 용접 기술을 사용합니다.