아니쉬 카푸어는 시카고 밀레니엄 파크에 있는 클라우드 게이트 조각상이 마치 액체 수은처럼 주변 도시의 모습을 부드럽게 반영하기를 바랐습니다. 이러한 완벽함을 구현하는 것은 그의 열정과 노력이 담긴 결과물입니다.
"밀레니엄 파크를 통해 시카고의 스카이라인을 담아내고 싶었습니다. 사람들이 작품에 비친 구름과 고층 건물들을 볼 수 있도록 말이죠. 참여자이자 관람객은 마치 깊은 방에 들어온 듯한 느낌을 받을 수 있을 겁니다. 이 방은 어떤 의미에서는 자신의 반영에 영향을 미치고, 작품의 외관은 주변 도시의 반영에 영향을 미칩니다." 세계적으로 유명한 영국 예술가 아니쉬 카푸어, 클라우드 게이트 조각가
이 거대한 스테인리스 스틸 조형물의 고요한 표면을 보면, 그 아래 얼마나 많은 금속과 용기가 숨겨져 있는지 짐작하기 어렵습니다. 클라우드 게이트는 5년이 넘는 기간 동안 100명이 넘는 금속 가공공, 절단공, 용접공, 다듬는 사람, 엔지니어, 기술자, 조립공, 관리자들의 이야기를 담고 있습니다.
많은 사람들이 장시간 노동을 했고, 한밤중에 작업장에서 일했으며, 건설 현장에 텐트를 치고 섭씨 43도(화씨 110도)의 폭염 속에서 타이벡® 보호복과 반마스크를 착용하고 고된 노동을 했습니다. 어떤 이들은 안전벨트에 매달려 중력에 저항하며, 공구를 들고 미끄러운 경사면에서 작업했습니다. 불가능해 보이는 일을 가능하게 만들기 위해 모든 노력을 기울였습니다.
조각가 아니쉬 카푸어의 몽환적인 구름 형상을 110톤, 길이 66피트, 높이 33피트의 스테인리스 스틸 조형물로 구현하는 작업은 캘리포니아주 오클랜드에 위치한 제조 회사인 퍼포먼스 스트럭처스(PSI)와 일리노이주 빌라 파크에 위치한 MTH가 맡았습니다. 창립 120주년을 맞은 MTH는 시카고 지역에서 가장 오래된 구조용 강철 및 유리 시공 업체 중 하나입니다.
프로젝트 실행에 필요한 요건은 두 회사의 예술적 역량, 창의성, 기계 기술 및 제조 노하우에 달려 있습니다. 프로젝트를 위해 맞춤 제작되거나 새로 제작되는 장비도 포함됩니다.
이 프로젝트의 문제점 중 일부는 기묘하게 휘어진 형태, 마치 점이나 거꾸로 된 배꼽과 같은 모양에서 비롯되었고, 또 다른 문제점은 엄청난 크기에서 비롯되었습니다. 조각품들은 수천 킬로미터 떨어진 서로 다른 두 회사에서 제작되었기 때문에 운송 및 작업 방식에 문제가 발생했습니다. 현장에서 수행해야 하는 많은 공정은 공장에서도 수행하기 어려운데, 현장에서는 더욱 어렵습니다. 가장 큰 어려움은 바로 이러한 구조물이 이전에 만들어진 적이 없다는 데 있습니다. 따라서 연결 고리도, 계획도, 로드맵도 없었습니다.
PSI의 에단 실바는 선박 건조를 시작으로 다양한 예술 프로젝트에 참여하며 선체 제작 분야에서 풍부한 경험을 쌓았으며, 독특한 선체 제작 작업을 수행할 자격을 갖추고 있습니다. 아니쉬 카푸어는 물리학과 미술 전공 졸업생들에게 작은 모형을 제작해 달라고 요청했습니다.
"그래서 저는 가로 2미터, 세로 3미터 크기의 매끄럽고 곡선으로 광택 처리된 표본을 만들었어요. 그랬더니 그분이 '오, 당신이 했군요. 당신이 유일하게 한 사람이네요.'라고 말씀하셨어요. 왜냐하면 그분은 2년 동안 그런 작품을 만들 사람을 찾고 있었거든요. 드디어 그런 작품을 만들 사람을 찾았다는 거죠."라고 실바는 말했다.
원래 계획은 PSI가 조형물 전체를 제작 및 조립한 후 태평양 남쪽의 파나마 운하를 거쳐 대서양 북쪽의 세인트로렌스 수로를 따라 미시간 호의 항구까지 운송하는 것이었습니다. 밀레니엄 파크의 CEO인 에드워드 울리르에 따르면, 특별히 설계된 컨베이어 시스템을 이용해 조형물을 밀레니엄 파크로 운반할 예정이었습니다. 그러나 시간 제약과 현실적인 문제로 인해 계획이 변경되었습니다. 따라서 곡선 패널들은 운송을 위해 고정된 상태로 시카고까지 트럭으로 운반되었고, 그곳에서 MTH가 하부 구조와 상부 구조를 조립하고 패널들을 상부 구조에 연결했습니다.
클라우드 게이트 용접 부위를 매끄럽게 마무리하고 광택을 내는 작업은 현장 설치 및 조립 과정에서 가장 어려운 부분 중 하나였습니다. 12단계로 이루어진 이 공정은 보석 광택제와 유사한 광택제를 도포하는 것으로 마무리됩니다.
실바는 "기본적으로 이 부품을 만드는 데 약 3년 정도를 투자했습니다."라고 말했습니다. "이건 정말 힘든 작업입니다. 어떻게 해야 할지, 세부 사항을 어떻게 다듬어야 할지 알아내는 데 많은 시간이 걸립니다. 완벽을 기하기 위해서는 상당한 노력이 필요하죠. 컴퓨터 기술과 전통적인 금속 가공 기술을 결합한 방식은 단조와 항공우주 기술의 융합이라고 할 수 있습니다."
그는 그렇게 크고 무거운 것을 높은 정밀도로 만드는 것은 어렵다고 말했다. 가장 큰 석판은 평균 너비 7피트, 길이 11피트였고 무게는 1,500파운드였다.
실바는 "CAD 작업을 모두 수행하고 실제 제작 도면을 만드는 것 자체가 큰 프로젝트입니다."라고 말합니다. "우리는 컴퓨터 기술을 사용하여 판재를 측정하고 모양과 곡률을 정확하게 평가하여 서로 정확하게 맞도록 합니다."
실바는 “컴퓨터 시뮬레이션을 한 다음 여러 부분으로 나누었습니다.”라고 말했습니다. “저는 골조 건축 경험을 활용했고, 접합선이 잘 맞도록 모양을 분할하는 방법에 대한 몇 가지 아이디어가 있어서 최상의 품질 결과를 얻을 수 있었습니다.”
판의 모양은 정사각형도 있고 부채꼴도 있다. 급격한 경계에 가까울수록 부채꼴에 가깝고 경계면의 반지름도 커진다. 윗부분은 더 평평하고 크다.
실바는 플라즈마 절단기가 1/4인치에서 3/8인치 두께의 316L 스테인리스강을 절단할 수 있으며, 이 소재는 그 자체로 충분히 강하다고 말합니다. "진정한 과제는 거대한 슬래브에 상당히 정밀한 곡률을 부여하는 것입니다. 이는 각 슬래브의 리브 시스템 프레임을 매우 정밀하게 성형하고 제작함으로써 가능합니다. 이러한 방식으로 각 슬래브의 모양을 정확하게 결정할 수 있습니다."
이 보드들은 PSI가 이 보드들을 롤링하기 위해 특별히 설계하고 제작한 3D 롤러 위에서 롤링됩니다(그림 1 참조). 실바는 "이 롤러는 영국식 롤러와 비슷한 종류입니다. 윙과 동일한 기술을 사용하여 롤링합니다."라고 말했습니다. 각 패널은 롤러 위에서 앞뒤로 움직여 구부리고, 원하는 크기에서 0.01인치 이내의 오차가 발생할 때까지 롤러의 압력을 조절합니다. 그에 따르면, 요구되는 높은 정밀도 때문에 시트를 매끄럽게 성형하는 것이 어렵다고 합니다.
용접공은 플럭스 코어드 와이어를 내부 리브 구조에 용접합니다. 실바는 "제 생각에 플럭스 코어드 와이어는 스테인리스강 구조 용접에 정말 좋은 방법입니다."라고 설명합니다. "이를 통해 제조 공정과 미관에 중점을 둔 고품질 용접을 얻을 수 있습니다."
모든 판재 표면은 수작업으로 샌딩 처리하고 기계로 정밀하게 가공하여 1/1000인치 단위까지 정확하게 맞춥니다(그림 2 참조). 정밀 측정 장비와 레이저 스캐닝 장비를 사용하여 치수를 확인합니다. 마지막으로, 판재를 거울처럼 매끄럽게 연마하고 보호 필름으로 코팅합니다.
패널의 약 3분의 1은 바닥 및 내부 구조물과 함께 오클랜드에서 출하되기 전에 시험 조립되었습니다(그림 3 및 4 참조). 판재 시공 절차를 계획하고 여러 개의 작은 판재를 용접하여 서로 연결했습니다. 실바는 "그래서 시카고에서 조립할 때 제대로 맞을 것이라는 것을 알 수 있었습니다."라고 말했습니다.
온도, 시간 및 운반 트롤리의 진동으로 인해 롤 형태의 강판이 느슨해질 수 있습니다. 골형 격자는 강성을 높일 뿐만 아니라 운송 중 강판의 형태를 유지하도록 설계되었습니다.
따라서 보강망이 내부에 있는 경우, 재료의 응력을 완화하기 위해 접시를 열처리하고 냉각합니다. 운송 중 손상을 더욱 방지하기 위해 각 접시에 맞는 받침대를 제작한 후, 한 번에 약 4개씩 용기에 담습니다.
컨테이너에는 반제품이 한 번에 약 네 개씩 적재되어 PSI 팀과 함께 시카고로 보내졌고, 그곳에서 MTH 팀이 설치 작업을 진행했습니다. 그중 한 명은 운송을 조율하는 물류 담당자이고, 다른 한 명은 기술 분야 감독관입니다. 그는 MTH 직원들과 매일 협력하며 필요에 따라 새로운 기술 개발을 지원합니다. 실바는 "물론 그는 이 과정에서 매우 중요한 역할을 했습니다."라고 말했습니다.
MTH의 사장인 라일 힐은 MTH 인더스트리가 처음에는 PSI 테크니컬 매니지먼트의 도움으로 이 신비로운 조각품을 땅에 고정하고 상부 구조물을 설치한 다음, 판재를 용접하고 최종 샌딩 및 광택 작업을 담당했다고 말했습니다. 조각품은 예술과 실용성, 이론과 현실, 필요한 시간과 계획된 시간 사이의 균형을 의미합니다.
MTH의 엔지니어링 부사장 겸 프로젝트 매니저인 루 체르니는 이 프로젝트의 독창성에 관심을 보였다고 말했다. 체르니는 "우리가 아는 한, 이 프로젝트에서는 이전에 시도된 적도 없고 고려된 적도 없는 일들이 벌어지고 있습니다."라고 말했다.
하지만 전례 없는 작업을 수행하려면 예상치 못한 문제에 대처하고 진행 과정에서 발생하는 질문에 답하기 위해 현장에서 유연하고 창의적인 해결책을 발휘해야 합니다.
자동차 크기의 스테인리스 스틸 패널 128개를 장갑을 끼고 영구 구조물에 어떻게 부착할까요? 거대한 아크 모양의 콩을 그것에 의존하지 않고 어떻게 납땜할까요? 안쪽에서 용접할 수 없는 상황에서 어떻게 용접 부위를 관통시킬 수 있을까요? 현장에서 스테인리스 스틸 용접 부위를 완벽하게 거울처럼 매끄럽게 마감하는 방법은 무엇일까요? 만약 그에게 번개가 친다면 어떻게 될까요?
체르니는 3만 파운드(약 13.6톤)에 달하는 장비의 제작 및 설치가 시작되었을 때 이 프로젝트가 매우 복잡할 것이라는 첫 번째 징후를 발견했다고 말했다. 조각품을 지탱하는 철골 구조물.
PSI에서 제공한 고아연 구조용 강재는 하부 구조물의 기초를 조립하는 데 비교적 용이했지만, 하부 구조물의 플랫폼은 식당과 주차장 위쪽으로 절반씩, 총 절반이 서로 다른 높이에 위치해 있었습니다.
체르니는 "기반이 일종의 캔틸레버 구조로 되어 있어 흔들거립니다."라고 말하며, "슬래브 시작 부분을 포함해 철골을 많이 설치한 곳에서는 크레인을 1.5미터 깊이의 구멍에 억지로 밀어 넣어야 했습니다."라고 덧붙였다.
체르니는 석탄 채굴에 사용되는 것과 유사한 기계식 프리텐셔닝 시스템과 일부 화학 앵커를 ​​포함한 매우 정교한 고정 시스템을 사용했다고 말했습니다. 철골 구조물의 기초가 콘크리트에 고정되면, 외피를 부착할 상부 구조물을 건설해야 합니다.
체르니는 "우리는 구조물의 북쪽 끝과 남쪽 끝에 각각 하나씩, 총 두 개의 대형 304 스테인리스강 O링을 사용하여 트러스 시스템 설치를 시작했습니다."라고 말합니다(그림 3 참조). 이 링들은 교차하는 관형 트러스로 고정됩니다. 링 코어 서브프레임은 GMAW 용접, 봉 용접 및 용접 보강재를 사용하여 절단하고 볼트로 고정합니다.
"그러니까 아무도 본 적 없는 거대한 상부 구조물이 있는데, 그것은 순전히 구조적 틀을 위한 것입니다."라고 체르니는 말했다.
오클랜드 프로젝트에 필요한 모든 구성 요소를 설계, 엔지니어링, 제조 및 설치하기 위해 최선을 다했음에도 불구하고, 이 조형물은 전례 없는 작품이며, 새로운 길을 개척하는 과정에는 항상 어려움과 흠집이 따르기 마련입니다. 마찬가지로, 한 회사의 제조 방식을 다른 회사에 그대로 적용하는 것은 단순히 기술을 전수하는 것처럼 쉬운 일이 아닙니다. 또한, 현장 간의 물리적 거리로 인해 납품이 지연되었기 때문에 현장 생산이 합리적인 선택이었습니다.
실바는 "조립 및 용접 절차는 오클랜드에서 사전에 계획되었지만, 실제 현장 상황으로 인해 모두가 창의력을 발휘해야 했습니다."라고 말하며, "노조 직원들은 정말 훌륭합니다."라고 덧붙였습니다.
처음 몇 달 동안 MTH의 일과는 그날의 작업 내용과 하부 프레임 조립 부품, 그리고 버팀대, 충격 흡수 장치, 암, 핀 등을 어떻게 가장 효율적으로 제작할지 결정하는 것이었습니다. 에르 씨는 임시 외장 시스템을 만들기 위해 퐁고 스틱이 필요했다고 말했습니다.
"현장 투입을 신속하게 진행하기 위해 끊임없이 설계하고 생산하는 과정을 거칩니다. 기존 부품을 정리하고, 경우에 따라서는 재설계를 거듭하며, 필요한 부품을 생산하는 데 많은 시간을 투자합니다."
힐은 "화요일에는 수요일까지 배송해야 할 물건이 10개나 됩니다."라고 말하며, "야근도 많고, 한밤중에 매장에서 하는 일도 많습니다."라고 덧붙였다.
체르니는 "사이드보드 서스펜션 부품의 약 75%는 현장에서 제작되거나 수정됩니다."라고 말했습니다. "두어 번은 말 그대로 24시간 내내 일한 적도 있습니다. 새벽 2시, 3시까지 가게에 있다가 집에 가서 샤워하고 5시 30분에 다시 작업을 시작했는데도 여전히 젖었습니다."
MTN의 선체 조립용 임시 현수 시스템은 스프링, 버팀대 및 케이블로 구성됩니다. 모든 판재 사이의 연결부는 임시로 볼트로 고정됩니다. 체르니는 "따라서 전체 구조는 기계적으로 연결되어 있으며, 304 트러스에 의해 내부에서 매달려 있습니다."라고 설명했습니다.
그들은 옴갈라 조각상 기단부의 돔, 즉 "배꼽의 배꼽"에서 작업을 시작합니다. 이 돔은 행거, 케이블, 스프링으로 구성된 임시 4점식 현수 지지 시스템을 사용하여 트러스에 매달려 있습니다. 체르니는 스프링이 판자를 추가함에 따라 "탄력"을 제공한다고 설명했습니다. 그런 다음 각 판자의 무게에 따라 스프링을 조정하여 조각상 전체의 균형을 맞춥니다.
168개의 판재 각각에는 4점식 스프링 서스펜션 지지 시스템이 있어 개별적으로 제자리에 고정됩니다. 체르니는 "이음새는 0/0 간격을 유지하도록 조립되기 때문에 어떤 이음새도 지나치게 신경 쓰지 않는 것이 중요합니다."라고 말했습니다. "만약 판재가 아래쪽 판재에 닿으면 뒤틀림이나 다른 문제가 발생할 수 있습니다."
PSI의 정확성을 입증하듯, 조립 상태는 매우 훌륭하며 유격이 거의 없습니다. 체르니는 "PSI는 패널 제작에 있어 환상적인 일을 해냈습니다."라고 말하며, "최종적으로 패널이 완벽하게 맞아떨어지기 때문에 그들의 공로를 인정합니다. 장비도 정말 훌륭해서 제게는 그야말로 환상적입니다. 말 그대로 1/1000인치 단위의 오차로 제작되었습니다. 조립된 판재는 모서리가 완벽하게 밀봉되어 있습니다."라고 덧붙였습니다.
실바는 "조립이 끝나면 많은 사람들이 작업이 끝났다고 생각한다"며, "이음새가 깔끔하게 마감되었을 뿐만 아니라, 완전히 조립된 부품과 거울처럼 매끄럽게 광택 처리된 판들이 주변 환경을 반사하기 때문"이라고 말했다. 하지만 맞대기 이음새는 눈에 띄지만, 액체 수은에는 이음새가 없다. 또한, 실바는 조각품의 구조적 안정성을 미래 세대까지 보존하기 위해 전체를 용접해야 했다고 설명했다.
2004년 가을 공원 개장 당시 클라우드 게이트 완공이 지연되면서, 오말루스는 마치 살아있는 GTAW(Global Tank Away)처럼 변모했고, 이러한 상황이 몇 달 동안 지속되었습니다.
체르니는 "구조물 곳곳에 보이는 작은 갈색 점들은 TIG 용접 이음매입니다."라며 "저희는 1월부터 텐트 복원 작업을 시작했습니다."라고 말했다.
실바는 "이 프로젝트의 다음 주요 생산 과제는 용접 수축으로 인한 형상 정확도 손실 없이 이음매를 용접하는 것이었습니다."라고 말했습니다.
체르니에 따르면 플라즈마 용접은 판재에 최소한의 손상만 주면서 필요한 강도와 강성을 제공합니다. 오염을 줄이고 융합성을 향상시키는 데에는 아르곤 98%와 헬륨 2%의 혼합물이 가장 효과적입니다.
용접공들은 PSI에서 설계 및 사용하는 Thermal Arc® 전원 장치와 특수 트랙터 및 토치 어셈블리를 사용하여 키홀 플라즈마 용접 기술을 사용합니다.