Anish Kapoors visjon for Cloud Gate-skulpturen i Chicagos Millennium Park er at den skal ligne flytende kvikksølv, og sømløst reflektere den omkringliggende byen. Å oppnå denne sømløsheten er et kjærlighetsarbeid.
«Det jeg ønsket å gjøre i Millennium Park var å lage noe som passet inn i Chicagos skyline ... slik at folk kunne se skyene som svevde i den og de veldig høye bygningene reflekteres i verket. På grunn av formen i døren vil deltakeren, publikum, kunne gå inn i dette veldig dype rommet, på en måte som det gjør det samme med speilbildet av en person som verkets eksteriør gjør med speilbildet av tingene rundt byen.» – den verdenskjente britiske kunstneren Anish Kapoor, Cloud Gate-skulptør
Når man ser på den rolige overflaten til denne monumentale skulpturen i rustfritt stål, er det vanskelig å gjette hvor mye metall og mot som ligger under overflaten. Cloud Gate skjuler historiene til mer enn 100 metallprodusenter, kuttere, sveisere, trimmere, ingeniører, teknikere, jernarbeidere, installatører og ledere – alle over fem år.
Mange jobbet overtid, utførte verkstedarbeid midt på natten, campet på stedet og slet i temperaturer på 43 grader iført fulle Tyvek®-drakter og halvmasker. Noen jobber i stillinger mot tyngdekraften, dingler fra sikkerhetsbelter mens de holder verktøy og jobber i glatte bakker. Alt går litt (og langt utover) for å gjøre det umulige mulig.
Oppgaven til produsentselskapet Performance Structures Inc. (PSI), Oakland, CA, og MTH, Villa Park, IL, var å forsterke skulptøren Anish Kapoors konsept med eteriske, svevende skyer til en 110 tonn tung, 20 meter lang og 10 meter høy skulptur i rustfritt stål. I anledning av sitt 120-årsjubileum er MTH en av de eldste entreprenørene for arkitektonisk design av metall- og glasskonstruksjoner i Chicago-området.
Kravene for å realisere prosjektet vil utnytte begge selskapenes kunstneriske utførelse, oppfinnsomhet, mekaniske ferdigheter og produksjonskunnskap. De spesialtilpasset og bygde til og med utstyr til prosjektet.
Noen av prosjektets utfordringer kommer fra den merkelig buede formen – en prikk eller en omvendt navle – og noen fra den store størrelsen. Skulpturene ble bygget av to forskjellige selskaper på forskjellige steder tusenvis av kilometer fra hverandre, noe som skapte problemer med transport og arbeidsstiler. Mange prosesser som må gjøres i felten er vanskelige å gjøre i et verkstedmiljø, enn si i felten. Mye vanskeligheter oppstår rett og slett fordi en slik struktur aldri har blitt laget før. Så ingen referanse, ingen blåkopi, ingen veikart.
Ethan Silva fra PSI har omfattende erfaring med skallkonstruksjon, først på skip og senere i andre kunstprosjekter, og er kvalifisert for unike skallkonstruksjonsoppgaver. Anish Kapoor ba nyutdannede innen fysikk og kunst om å levere en liten modell.
«Så jeg lagde en prøve på 2 x 3 meter, et veldig glatt, buet og polert stykke, og han sa: «Å, du klarte det, du er den eneste som gjorde det», fordi han hadde lett i to år etter «Finn noen til å gjøre det», sa Silva.
Den opprinnelige planen var at PSI skulle fabrikkere og konstruere skulpturen fullstendig, og deretter sende hele verket sør for Stillehavet, gjennom Panamakanalen, nordover langs Atlanterhavet og langs St. Lawrence-sjøveien til en havn ved Michigansjøen, ifølge Edward Uhlir, administrerende direktør i Millennium Park Inc. Ifølge uttalelsen vil et spesialdesignet transportsystem transportere det til Millennium Park. Tidsbegrensninger og praktiske hensyn tvang disse planene til å endres. Derfor måtte de buede panelene avstives for transport og fraktes med lastebil til Chicago, hvor MTH skulle montere understellet og overbygget, og koble panelene til overbygget.
Det å etterbehandle og polere sveisene på Cloud Gate for et sømløst utseende var et av de vanskeligste aspektene ved feltinstallasjonen og monteringen. 12-trinnsprosessen avsluttes med en lysnende rouge som ligner på gullsmedpuss.
«Så vi jobbet i bunn og grunn med det prosjektet i omtrent tre år og lagde disse delene», sa Silva. «Det er en tøff jobb. Mye av den tiden går med til å finne ut hvordan man gjør det og utarbeide detaljene; ​​du vet, bare perfeksjonere det. Måten vi bruker datateknologi og god gammeldags metallbearbeiding på er en kombinasjon av smiing og romfartsteknologi.»
Det er vanskelig å lage noe så stort og tungt med presisjon, sa han. De største platene var i gjennomsnitt 2,1 meter brede og 3,3 meter lange og veide 600 kilo.
«Å gjøre alt CAD-arbeidet og lage selve verkstedtegningene for arbeidet er faktisk et stort prosjekt i seg selv», sier Silva. «Vi bruker datateknologi til å måle platene og nøyaktig vurdere formen og krumningen deres, slik at de passer riktig sammen.»
«Vi utførte datamodellering og delte det deretter opp», sa Silva. «Jeg brukte min erfaring med skallkonstruksjon, og jeg hadde noen ideer om hvordan vi kunne segmentere formene for å få sømmene til å fungere slik at vi kunne få resultater av best mulig kvalitet.»
Noen plater er firkantede, noen er kakeformede. Jo nærmere de er en bratt overgang, desto mer kakeformede er de, og desto større er den radielle overgangen. På toppen er de flatere og større.
Plasma skjærer 316L rustfritt stål med en tykkelse på 0,6 til 0,9 cm, som er sterkt nok i seg selv, sier Silva. «Den virkelige utfordringen er å få de enorme platene til en tilstrekkelig presis krumning. Dette gjøres ved å forme og fremstille ribbesystemrammen for hver plate veldig presist. På denne måten kan vi presist definere formen på hver plate.»
Platene valses på 3D-valser som PSI har designet og produsert spesielt for å valse disse platene (se figur 1). «Det er liksom en fetter til de britiske valsene. Vi valser dem med en teknikk som ligner på hvordan skjermer lages», sa Silva. Bøy hvert panel ved å bevege det frem og tilbake på ruller, og juster trykket på rullene til panelene er innenfor 0,01 tommer fra ønsket størrelse. Den høye presisjonen som kreves gjør det vanskelig å forme plater jevnt, sa han.
Sveiseren sømmer deretter flusskjerneforbindelsen til den indre ribbestrukturen. «Etter min mening er flusskjerneforbindelse en flott måte å lage strukturelle sveiser i rustfritt stål på», forklarer Silva. «Det gir deg sveiser av høy kvalitet med sterkt fokus på produksjon, og det ser flott ut.»
Hele overflaten på platene er håndslipt og maskinfrest for å trimme dem til ønsket tusendels tomme nøyaktighet, slik at de passer sammen (se figur 2). Kontroller dimensjonene med presisjonsmåle- og laserskanningsutstyr. Til slutt poleres platen til speilblank overflate og dekkes med en beskyttende film.
Omtrent en tredjedel av panelene, sammen med basen og den indre strukturen, ble satt opp i prøvemonteringen før panelene ble sendt fra Auckland (se figur 3 og 4). Planla kledningsprosedyren og utførte litt sømsveising på noen små bord for å sette dem sammen. «Så da vi satte det sammen i Chicago, visste vi at det kom til å passe», sa Silva.
Temperatur, tid og vibrasjoner fra lastebilen kan føre til at den valsede platen løsner. Ribbegitteret er ikke bare utformet for å øke stivheten til platen, men også for å opprettholde formen på platen under transport.
Derfor, med armeringsnettet på innsiden, varmebehandles og avkjøles platen for å avlaste materialspenninger. For å forhindre skader under transport ytterligere, lages det vugger for hver plate, som deretter lastes på containere, omtrent fire om gangen.
Containerne ble deretter lastet til halvfabrikata, omtrent fire om gangen, og sendt til Chicago med PSI-mannskaper for installasjon med MTH-mannskaper. Den ene er logistikkpersonen som koordinerer transporten, og den andre er veilederen i det tekniske området. Han jobber med MTH-ansatte daglig og hjelper til med å utvikle nye teknologier etter behov. «Han var selvfølgelig en svært kritisk del av prosessen», sa Silva.
Lyle Hill, president i MTH, sa at MTH Industries i utgangspunktet fikk i oppgave å feste den eteriske skulpturen til bakken og installere overbygningen, deretter sveise platene til den og utføre den siste slipingen og poleringen, takket være PSI Technical Guidance. Ferdigstillelsen av skulpturen innebærer en balanse mellom kunst og praktisk sans; teori og virkelighet; nødvendig tid og planlagt tid.
Lou Cerny, visepresident for ingeniørfag og prosjektleder i MTH, sa at det som interesserer ham med prosjektet er dets unike karakter. «Så vidt vi vet, skjer det ting i dette prosjektet som aldri har blitt gjort før, eller som aldri egentlig har blitt vurdert før», sa Cerny.
Men å jobbe med en jobb som er den første i sitt slag krever fleksibel oppfinnsomhet på stedet for å møte uforutsette utfordringer og svare på spørsmål som dukker opp etter hvert som arbeidet skrider frem:
Hvordan monterer man 128 bilstore paneler av rustfritt stål på en permanent overbygning mens man håndterer dem med barnehansker? Hvordan sveiser man en gigantisk bueformet bønne uten å være avhengig av den? Hvordan penetrere en sveis uten å kunne sveise fra innsiden? Hvordan oppnå en perfekt speilblank overflate for sveiser i rustfritt stål i et feltmiljø? Hva vil skje hvis lynet slår ned?
Det første tegnet på at dette ville bli et usedvanlig vanskelig prosjekt, sa Cerny, var da byggingen og installasjonen av det 14 000 kilo tunge utstyret begynte. Stålkonstruksjonen som støtter skulpturen.
Selv om det sinkrike konstruksjonsstålet som PSI leverte for å montere underkonstruksjonsbasen var relativt enkelt å produsere, var underkonstruksjonsstedet plassert halvparten over restauranten og halvparten over parkeringsplassen, hver i forskjellig høyde.
«Så underkonstruksjonen er litt utkraget og vaklevoren», sa Cerny. «Der vi la mye av dette stålet, inkludert i begynnelsen av selve platearbeidet, måtte vi faktisk få kranen til å kjøre ned i et 1,5 meter dypt hull.»
Cerny sa at de brukte et svært sofistikert forankringssystem, inkludert et mekanisk forspenningssystem, likt den typen stoff som brukes i kullgruvedrift, og noen kjemiske ankere. Når underkonstruksjonen av stålkonstruksjonen er festet i betongen, er det nødvendig å bygge en overbygning som skallet skal festes til.
«Vi begynte å installere fagverkssystemet ved hjelp av to store, fabrikkerte O-ringer i 304 rustfritt stål – en på nordenden av konstruksjonen og en på sørenden», sier Cerny (se figur 3). Ringene holdes sammen av kryssende rørfagverk. Underrammen med ringkjerne er konstruert i seksjoner og boltet på stedet ved hjelp av GMAW- og stangsveis og sveisede avstivninger.
«Så det er en stor overbygning som ingen har sett før; den er utelukkende for strukturell innramming», sa Cerny.
Til tross for beste innsats for å designe, produsere, fabrikkere og installere alle nødvendige komponenter for Auckland-prosjektet, er denne skulpturen enestående, og å bryte nye veier kommer alltid med riper og skader. På samme måte er det ikke så enkelt å kombinere ett selskaps produksjonskonsept med et annet selskaps som å gi stafettpinnen videre. I tillegg forårsaket den fysiske avstanden mellom lokasjonene leveringsforsinkelser, noe som gjorde noe produksjon på stedet logisk.
«Selv om monterings- og sveiseprosedyrene var planlagt på forhånd i Oakland, krevde de faktiske forholdene på stedet tilpasningsdyktig oppfinnsomhet fra alles side», sa Silva. «Og fagforeningspersonalet er virkelig fantastiske.»
I løpet av de første månedene var MTHs daglige rutine å finne ut hva dagens arbeid innebar og hvordan man best kunne produsere noen av komponentene for å montere underrammen, samt noen avstivere, «støtdempere», armer, pinner og pinner. Pogo-stavene som trengtes for å lage et midlertidig ytterkledningssystem, sa Er.
«Det er en kontinuerlig prosess med design og produksjon underveis for å holde ting i gang og få dem raskt til stedet. Vi bruker mye tid på å sortere gjennom det vi har, redesigne og redesigne i noen tilfeller, og deretter produsere de nødvendige delene.»
«Vi skal bokstavelig talt ha ti ting på tirsdag som vi må levere på stedet på onsdag», sa Hill. «Det er mye overtid og mye butikkarbeid som gjøres midt på natten.»
«Omtrent 75 prosent av komponentene til brettopphenget produseres eller modifiseres i felten», sa Cerny. «Det var tider da vi bokstavelig talt skapte en 24-timers dag. Jeg var i butikken til klokken 02.00, 03.00, og dro hjem klokken 05.30 for å dusje og hente ingrediensene, fortsatt våt.»
Det midlertidige opphengssystemet MTH for montering av huset består av fjærer, avstivninger og kabler. Alle skjøter mellom platene er midlertidig boltet sammen. «Så hele strukturen er mekanisk koblet sammen, opphengt fra innsiden, med 304 fagverk», sa Cerny.
De starter med kuppelen ved foten av omhalus-skulpturen – «navlens navle». Kuppelen ble hengt opp fra takstolene ved hjelp av et midlertidig firepunkts fjærsystem bestående av kleshengere, kabler og fjærer. Cerny sa at fjæren gir en «gi og ta» etter hvert som flere planker legges til. Fjærene justeres deretter basert på vekten som legges til av hver plate for å bidra til å balansere hele skulpturen.
Hvert av de 168 brettene har sitt eget firepunkts fjærsystem, slik at de støttes individuelt når de er på plass. «Tanken er å ikke overbelaste noen av skjøtene, fordi disse skjøtene er satt sammen for å oppnå et 0/0-avstand», sa Cerny. «Hvis et brett treffer brettet under det, kan det forårsake knekking og andre problemer.»
Som et bevis på nøyaktigheten i PSIs arbeid, er monteringen veldig god med få hull. «PSI har gjort en fantastisk jobb med å lage panelene», sier Cerny. «Jeg gir dem all æren fordi det til slutt virkelig passer. Monteringen er veldig fin, noe som er fantastisk for meg. Vi snakker bokstavelig talt tusendels tomme. Disse platene setter sammen en lukket kant.»
«Når de er ferdige med monteringen, tror mange at den er ferdig», sa Silva, ikke bare fordi sømmene er tette, men også fordi de ferdig monterte delene, med sine høyglanspolerte speiloverflateplater, har kommet i spill for å reflektere omgivelsene. Men endesømmene er synlige, flytende kvikksølv har ingen sømmer. I tillegg måtte skulpturen fortsatt være fullstendig sømsveiset for å opprettholde sin strukturelle integritet for fremtidige generasjoner, sa Silva.
Ferdigstillelsen av Cloud Gate måtte settes på vent under parkens storslåtte åpning høsten 2004, så omhalus var en levende GTAW, og det pågikk i noen måneder.
«Du kan se små brune flekker, som er TIG-loddeskjøter rundt hele strukturen», sa Cerny. «Vi begynte å gjenoppbygge teltene i januar.»
«Den neste store produksjonsutfordringen for dette prosjektet var å sveise sømmen uten å miste formnøyaktigheten på grunn av sveisekrympningsdeformasjon», sa Silva.
Plasmasveising gir den nødvendige styrken og stivheten med minimal risiko for platen, sa Cerny. En blanding av 98 % argon og 2 % helium fungerer best for å redusere tilsmussing og forbedre sammensmelting.
Sveisere bruker nøkkelhullsplasmasveiseteknikker med Thermal Arc®-strømkilder og spesielle traktor- og brennerenheter utviklet og brukt av PSI.