아니쉬 카푸어는 시카고 밀레니엄 파크에 있는 클라우드 게이트 조각상이 마치 액체 수은처럼 주변 도시 풍경을 완벽하게 반영하기를 바랐습니다. 이러한 완벽함을 구현하는 것은 그의 열정과 노력이 담긴 결과물입니다.
“밀레니엄 파크에서 제가 하고 싶었던 것은 시카고의 스카이라인에 어울리는 작품을 만드는 것이었습니다. 사람들이 작품 속에 떠다니는 구름과 작품에 비친 고층 건물들을 볼 수 있도록 말이죠. 그리고 문 형태의 디자인 덕분에 관객들은 이 깊은 공간 안으로 들어갈 수 있습니다. 마치 작품 외부가 주변 도시 풍경을 비추는 것처럼, 내부 공간 또한 사람의 모습이 반사되어 비춰지는 효과를 줍니다.” – 세계적으로 유명한 영국 예술가 아니쉬 카푸어, 클라우드 게이트 조각가
이 거대한 스테인리스 스틸 조각품의 고요한 표면을 보면, 그 아래 얼마나 많은 금속과 용기가 숨겨져 있을지 짐작하기 어렵습니다. 클라우드 게이트에는 5년이라는 기간 동안 100명이 넘는 금속 가공업자, 절단공, 용접공, 다듬는 사람, 엔지니어, 기술자, 철골공, 설치 기사, 그리고 관리자들의 이야기가 담겨 있습니다.
많은 사람들이 초과 근무를 하고, 한밤중에 작업장에서 일을 하고, 현장에서 야영을 하고, 섭씨 43도(화씨 110도)의 폭염 속에서 타이벡® 보호복과 반면 마스크를 착용하고 고된 노동을 했습니다. 어떤 사람들은 중력에 반하는 자세로 안전벨트에 매달린 채 공구를 들고 미끄러운 경사면에서 작업하기도 했습니다. 불가능해 보이는 일을 가능하게 하기 위해 모든 사람들이 조금 이상, 아니 그 이상으로 헌신했습니다.
조각가 아니쉬 카푸어의 몽환적인 부유 구름 개념을 110톤, 길이 66피트, 높이 33피트의 스테인리스 스틸 조형물로 구현하는 작업은 캘리포니아주 오클랜드에 위치한 제작사 퍼포먼스 스트럭처스(PSI)와 일리노이주 빌라 파크에 위치한 MTH가 맡았습니다. 창립 120주년을 맞이한 MTH는 시카고 지역에서 가장 오래된 건축용 금속 및 유리 구조 설계 업체 중 하나입니다.
이 프로젝트를 실현하기 위해서는 두 회사의 예술적 감각, 창의력, 기계적 기술 및 제조 노하우가 모두 필요합니다. 두 회사는 프로젝트를 위해 맞춤형 장비를 제작하기도 했습니다.
이 프로젝트의 어려움 중 일부는 점이나 거꾸로 된 배꼽처럼 기묘하게 구부러진 모양에서 비롯되었고, 또 다른 어려움은 엄청난 크기에서 비롯되었습니다. 조각품들은 수천 킬로미터 떨어진 서로 다른 두 회사에서 제작되었기 때문에 운송과 작업 방식에서 문제가 발생했습니다. 현장에서 해야 하는 많은 작업들은 공장 환경에서도 하기 어려운데, 현장에서는 더욱 어렵습니다. 이러한 구조물이 이전에 만들어진 적이 없다는 사실 자체가 많은 어려움을 야기합니다. 따라서 참고 자료도, 설계도, 로드맵도 없습니다.
PSI의 에단 실바는 선박 제작을 시작으로 다른 예술 프로젝트에 이르기까지 껍데기 제작 분야에서 폭넓은 경험을 쌓았으며, 독특한 껍데기 제작 작업에 적합한 자격을 갖추고 있습니다. 아니쉬 카푸어는 물리학과 미술 전공 졸업생들에게 작은 모형을 제작해 달라고 요청했습니다.
"그래서 저는 가로 2미터, 세로 3미터 크기의, 아주 매끄럽고 곡선으로 광택 처리된 샘플을 만들었어요. 그랬더니 그분이 '오, 당신이 해냈군요. 당신이 유일하게 해낸 사람이에요.'라고 말씀하셨어요. 왜냐하면 그분은 2년 동안 그 일을 할 사람을 찾고 있었거든요."라고 실바는 말했다.
밀레니엄 파크 주식회사(Millennium Park Inc.)의 에드워드 울리르 전무이사에 따르면, 원래 계획은 PSI가 조형물을 완전히 제작 및 조립한 후 태평양 남쪽으로, 파나마 운하를 거쳐 대서양 북쪽으로, 그리고 세인트로렌스 수로를 따라 미시간 호의 항구까지 전체 작품을 운송하는 것이었습니다. 발표에 따르면, 특별히 설계된 컨베이어 시스템이 조형물을 밀레니엄 파크로 운반할 예정이었습니다. 그러나 시간 제약과 현실적인 문제로 인해 이러한 계획은 변경되었습니다. 따라서 곡선 패널들은 운송을 위해 보강된 후 트럭으로 시카고까지 운반되었고, 그곳에서 MTH가 하부 구조와 상부 구조를 조립하고 패널들을 상부 구조에 연결하는 작업을 진행하게 되었습니다.
클라우드 게이트의 용접 부위를 매끄럽게 마무리하고 광택을 내는 것은 현장 설치 및 조립 작업에서 가장 어려운 부분 중 하나였습니다. 12단계 공정은 보석 세공용 광택제와 유사한 광택 처리로 마무리됩니다.
실바는 "기본적으로 저희는 이 부품을 만드는 프로젝트에 약 3년 동안 매달렸습니다."라고 말했습니다. "힘든 작업이죠. 대부분의 시간은 어떻게 해야 할지, 세부 사항을 어떻게 다듬어야 할지, 완벽을 기하는 데 썼습니다. 저희는 컴퓨터 기술과 전통적인 금속 가공 기술, 즉 단조 및 항공우주 기술을 결합하여 이 작업을 진행했습니다."
그렇게 크고 무거운 것을 정밀하게 만드는 것은 어렵다고 그는 말했다. 가장 큰 접시는 평균 너비 7피트, 길이 11피트였고 무게는 1,500파운드였다.
실바는 "CAD 작업을 모두 수행하고 실제 제작 도면을 만드는 것 자체가 하나의 큰 프로젝트입니다."라고 말합니다. "우리는 컴퓨터 기술을 사용하여 판재를 측정하고 모양과 곡률을 정확하게 평가하여 서로 정확하게 맞도록 합니다."
실바는 "컴퓨터 모델링을 한 다음 여러 부분으로 나누었습니다."라고 말하며, "저는 골조 공사 경험을 활용했고, 최상의 결과를 얻기 위해 이음매가 잘 맞도록 모양을 분할하는 방법에 대한 아이디어가 있었습니다."라고 덧붙였다.
접시 모양에 따라 정사각형과 부채꼴이 섞인 형태가 있습니다. 급격한 경사면에 가까울수록 부채꼴 모양에 가까워지고, 경사면의 반경 방향 변화 폭도 커집니다. 위쪽은 더 평평하고 큽니다.
실바는 "플라즈마 절단기는 1/4인치에서 3/8인치 두께의 316L 스테인리스강을 절단할 수 있는데, 이 소재 자체만으로도 충분히 강합니다."라고 말합니다. "진정한 과제는 거대한 슬래브를 충분히 정밀한 곡률로 가공하는 것입니다. 이를 위해 각 슬래브에 맞는 리브 시스템 프레임을 매우 정밀하게 성형하고 제작합니다. 이런 방식으로 각 슬래브의 모양을 정확하게 정의할 수 있습니다."
보드는 PSI가 이 보드를 롤링하기 위해 특별히 설계 및 제작한 3D 롤러 위에서 롤링됩니다(그림 1 참조). 실바는 "이 롤러는 영국식 롤러와 비슷한 종류입니다. 펜더를 만드는 방식과 유사한 기술을 사용하여 롤링합니다."라고 말했습니다. 각 패널은 롤러 위에서 앞뒤로 움직여 구부리고, 패널이 원하는 크기에서 0.01인치 이내의 오차가 될 때까지 롤러의 압력을 조절합니다. 그는 이러한 높은 정밀도가 요구되기 때문에 시트를 매끄럽게 성형하는 것이 어렵다고 설명했습니다.
용접공은 플럭스 코어드 용접봉을 내부 리브 시스템 구조에 접합합니다. 실바는 "제 생각에 플럭스 코어드 용접은 스테인리스강 구조 용접에 정말 좋은 방법입니다."라고 설명합니다. "생산성에 중점을 두고 고품질 용접을 제공하며 외관도 훌륭합니다."
보드의 모든 표면은 수작업으로 연마하고 기계로 가공하여 원하는 1/1000인치 정밀도로 다듬어 모든 보드가 서로 정확하게 맞물리도록 합니다(그림 2 참조). 정밀 측정 장비와 레이저 스캐닝 장비를 사용하여 치수를 확인합니다. 마지막으로, 판재를 거울처럼 매끄럽게 연마하고 보호 필름으로 덮습니다.
패널의 약 3분의 1은 기초 및 내부 구조물과 함께 오클랜드에서 배송되기 전에 시험 조립을 통해 설치되었습니다(그림 3 및 4 참조). "외장재 시공 절차를 계획하고 작은 판자들을 연결하기 위해 이음매 용접 작업을 했습니다."라고 실바는 말했습니다. "그래서 시카고에서 조립할 때, 모든 것이 잘 맞을 것이라는 것을 알 수 있었습니다."
온도, 시간 및 트럭 진동으로 인해 말아놓은 판재가 느슨해질 수 있습니다. 골이 있는 격자 구조는 판재의 강성을 높일 뿐만 아니라 운송 중 판재의 형태를 유지하도록 설계되었습니다.
따라서 내부에 보강망을 넣은 후, 판재를 열처리하고 냉각하여 재료 응력을 완화합니다. 운송 중 손상을 더욱 방지하기 위해 각 판재마다 받침대를 제작하여 컨테이너에 한 번에 약 4개씩 적재합니다.
컨테이너는 한 번에 약 4개씩 반제품으로 포장되어 PSI 직원들과 함께 시카고로 보내졌고, 그곳에서 MTH 직원들이 설치 작업을 진행했습니다. 한 명은 운송을 조율하는 물류 담당자이고, 다른 한 명은 기술 분야 감독관입니다. 그는 MTH 직원들과 매일 협력하며 필요에 따라 새로운 기술 개발을 지원합니다. 실바는 "그는 물론 이 과정에서 매우 중요한 역할을 했습니다."라고 말했습니다.
MTH의 사장인 라일 힐은 MTH 인더스트리가 처음에는 PSI 테크니컬의 지도를 받아 이 몽환적인 조형물을 지면에 고정하고 상부 구조물을 설치한 다음, 판재를 용접하고 최종 샌딩 및 광택 작업을 진행했다고 밝혔습니다. 조형물 완성은 예술과 실용성, 이론과 현실, 필요한 시간과 예정된 시간 사이의 균형을 의미합니다.
MTH의 엔지니어링 부사장 겸 프로젝트 매니저인 루 서니는 이 프로젝트에서 가장 흥미로운 점은 그 독창성이라고 말했습니다. 서니는 "우리가 아는 한, 이 프로젝트에는 이전에 시도된 적이 없거나 고려조차 되지 않았던 일들이 진행되고 있습니다."라고 말했습니다.
하지만 전례 없는 프로젝트를 진행하려면 예상치 못한 문제에 대처하고 작업 진행 중에 발생하는 질문에 답하기 위해 현장에서 유연하고 창의적인 해결책을 발휘해야 합니다.
자동차 크기의 스테인리스 스틸 패널 128개를 조심스럽게 다루면서 어떻게 영구 구조물에 설치할 수 있을까요? 거대한 아크 모양의 빔을 그 자체에 의존하지 않고 어떻게 용접할 수 있을까요? 내부에서 용접할 수 없는 상황에서 어떻게 용접 부위를 관통시킬 수 있을까요? 현장 환경에서 스테인리스 스틸 용접 부위를 완벽하게 거울처럼 매끄럽게 마감하는 방법은 무엇일까요? 만약 번개가 치면 어떻게 될까요?
체르니는 이 프로젝트가 매우 어려운 프로젝트가 될 것이라는 첫 번째 징후는 3만 파운드(약 13.6톤)에 달하는 장비, 즉 조각품을 지탱하는 철골 구조물의 제작 및 설치가 시작되었을 때였다고 말했다.
PSI에서 제공한 아연 함량이 높은 구조용 강철은 하부 구조 조립에 비교적 간단했지만, 하부 구조 설치 장소는 식당과 주차장의 절반씩, 총 100% 높이에 위치해 있었습니다.
"그래서 하부 구조는 일종의 캔틸레버 구조로 불안정합니다."라고 체르니는 말했다. "특히 판금 작업 초반을 포함해 철골을 많이 설치한 곳에서는 크레인을 1.5미터 깊이의 구멍에 넣어야 했습니다."
체르니는 석탄 채굴에 사용되는 것과 유사한 기계식 예압 시스템과 일부 화학 앵커를 ​​포함한 매우 정교한 고정 시스템을 사용했다고 말했습니다. 철골 구조물의 하부 구조가 콘크리트에 고정되면 외피가 부착될 상부 구조물을 건설해야 합니다.
"우리는 구조물의 북쪽 끝과 남쪽 끝에 각각 하나씩, 총 두 개의 대형 304 스테인리스강 O링을 사용하여 트러스 시스템 설치를 시작했습니다."라고 체르니는 말합니다(그림 3 참조). 이 링들은 교차하는 튜브 트러스로 서로 연결되어 있습니다. 링 코어 서브프레임은 여러 부분으로 제작되어 GMAW 용접, 철근 용접 및 용접 보강재를 사용하여 현장에서 볼트로 고정됩니다.
"아무도 본 적 없는 거대한 상부 구조물이 있는데, 순전히 구조 골조용입니다."라고 체르니가 말했다.
오클랜드 프로젝트에 필요한 모든 구성 요소를 설계, 제작, 조립 및 설치하기 위해 최선을 다했음에도 불구하고, 이 조각품은 전례가 없는 작품이며, 새로운 길을 개척하는 과정에는 항상 어려움과 시행착오가 따릅니다. 마찬가지로, 한 회사의 제조 개념을 다른 회사의 개념과 결합하는 것은 단순히 바통을 넘겨주는 것처럼 간단한 일이 아닙니다. 또한, 현장 간의 물리적 거리로 인해 납품이 지연되었고, 이로 인해 현장 생산이 불가피해졌습니다.
실바는 "조립 및 용접 절차는 오클랜드에서 사전에 계획되었지만, 실제 현장 상황으로 인해 모든 사람이 상황에 맞춰 재치 있게 대처해야 했습니다."라고 말하며, "노조 직원들은 정말 훌륭합니다."라고 덧붙였습니다.
처음 몇 달 동안 MTH의 일과는 그날의 작업 내용과 하부 구조를 세우는 데 필요한 부품들, 그리고 버팀대, 충격 흡수 장치, 팔, 못, 핀 등을 어떻게 가장 효율적으로 제작할지 결정하는 것이었습니다. 에르 씨는 임시 외장 시스템을 만드는 데 필요한 퐁고 스틱도 제작했다고 말했습니다.
"상황에 맞춰 설계하고 제조하는 과정이 끊임없이 진행되어 생산을 신속하게 진행하고 현장에 빠르게 도착할 수 있도록 합니다. 기존 부품을 분류하고, 경우에 따라 재설계를 거듭하는 데 많은 시간을 투자한 후 필요한 부품을 제작합니다."
힐은 "화요일에 배송해야 할 물건이 10개나 되는데, 수요일까지 현장에 직접 가져가야 한다"며 "야근도 많고, 한밤중에 매장에서 일하는 경우도 많다"고 말했다.
"보드 서스펜션 부품의 약 75%는 현장에서 제작되거나 수정됩니다."라고 체르니는 말했다. "두어 번은 말 그대로 24시간 내내 일한 적도 있어요. 새벽 2시, 3시까지 가게에 있다가 집에 가서 샤워하고 5시 30분에 다시 가서 작업을 하는데도 여전히 젖곤 했죠."
주택 조립을 위한 임시 현수 시스템 MTH는 스프링, 버팀대 및 케이블로 구성됩니다. 모든 판 사이의 연결부는 임시로 볼트로 고정됩니다. 체르니는 "따라서 전체 구조는 304개의 트러스로 내부에서 기계적으로 연결되어 매달려 있습니다."라고 말했습니다.
그들은 배꼽 모양의 조각상인 옴할루스 기단부의 돔부터 작업을 시작했습니다. 이 돔은 행거, 케이블, 스프링으로 구성된 임시 4점식 현수 지지 시스템을 사용하여 트러스에 매달렸습니다. 체르니는 스프링이 판자를 추가함에 따라 "탄력적인 조절"을 제공한다고 설명했습니다. 스프링은 각 판자의 무게가 추가됨에 따라 재조정되어 조각상 전체의 균형을 유지하는 데 도움을 줍니다.
168개의 판자 각각에는 4점식 서스펜션 스프링 지지 시스템이 있어 제자리에 설치될 때 개별적으로 지지됩니다. 체르니는 "이러한 접합부는 0/0 간격을 이루도록 설계되었기 때문에 어느 접합부도 과도하게 강조하지 않는 것이 중요합니다."라고 말했습니다. "판자가 아래쪽 판자와 부딪히면 휘어짐이나 다른 문제가 발생할 수 있습니다."
PSI의 작업 정확성을 입증하듯, 조립 상태는 틈새가 거의 없이 매우 훌륭합니다. 체르니는 "PSI는 패널 제작에 환상적인 일을 해냈습니다."라고 말하며, "결과적으로 완벽하게 맞아떨어졌기 때문에 모든 공을 PSI에 돌립니다. 마감이 정말 깔끔해서 저는 아주 만족합니다. 말 그대로 1/1000인치 오차 범위 내에 있습니다. 판재가 제자리에 정확히 놓여 가장자리가 완벽하게 밀착됩니다."라고 덧붙였습니다.
실바는 "조립이 끝나면 많은 사람들이 완성됐다고 생각합니다."라고 말했습니다. 이음새가 깔끔하게 마감되었을 뿐만 아니라, 완전히 조립된 부품과 주변 환경을 반사하는 고광택 거울 마감판 때문입니다. 하지만 맞대기 이음새는 눈에 띄지만, 액체 수은에는 이음새가 없습니다. 게다가, 실바는 조각품의 구조적 안정성을 미래 세대까지 유지하기 위해 모든 이음새를 용접해야 했다고 덧붙였습니다.
클라우드 게이트의 완공은 2004년 가을 공원 개장 기간 동안 잠시 중단되어야 했기 때문에, 오말루스는 GTAW(Grand Adventure Warfare)로 운영되었고, 그 상태가 몇 달 동안 지속되었습니다.
"구조물 전체에 걸쳐 작은 갈색 점들이 보이는데, 이는 TIG 용접 접합부입니다."라고 체르니는 말했다. "저희는 1월부터 텐트 재건 공사를 시작했습니다."
실바는 "이 프로젝트의 다음 주요 제조 과제는 용접 수축 변형으로 인한 형상 정확도 손실 없이 이음매를 용접하는 것이었습니다."라고 말했습니다.
플라즈마 용접은 판재에 최소한의 손상만 주면서 필요한 강도와 강성을 제공한다고 체르니는 말했다. 98% 아르곤/2% 헬륨 혼합물이 오염을 줄이고 융합을 향상시키는 데 가장 효과적이다.
용접공들은 PSI에서 개발 및 사용하는 Thermal Arc® 전원 장치와 특수 트랙터 및 토치 어셈블리를 사용하여 키홀 플라즈마 용접 기술을 활용합니다.