Wizja Anisha Kapoora dla rzeźby Cloud Gate w Millennium Park w Chicago zakłada, że ​​będzie przypominać płynną rtęć, płynnie odbijając otaczające miasto. Osiągnięcie tej całości to dzieło miłości.
„Chciałem, aby w Millennium Park znalazł się widok na panoramę Chicago… aby ludzie mogli zobaczyć unoszące się w niej chmury i te wysokie budynki odbijające się w dziele. Uczestnik, widz, będzie mógł wejść do tego głębokiego pomieszczenia, które w pewnym sensie oddziałuje na własne odbicie w taki sam sposób, w jaki wygląd dzieła oddziałuje na odbicie otaczającego miasta” – powiedział światowej sławy brytyjski artysta Anish Kapoor, rzeźbiarz z Cloud Gate.
Patrząc na spokojną powierzchnię tej monumentalnej rzeźby ze stali nierdzewnej, trudno zgadnąć, ile metalu i odwagi kryje się pod jej powierzchnią. Cloud Gate skrywa historie ponad 100 metalowców, rzemieślników, spawaczy, trymerów, inżynierów, techników, monterów i menedżerów – proces powstawania dzieła trwał ponad 5 lat.
Wielu pracowało po wiele godzin, w warsztatach w środku nocy, rozbijało namioty na placu budowy i harowało w 43-stopniowym upale w pełnych kombinezonach Tyvek® i półmaskach. Niektórzy walczyli z grawitacją, wisząc na uprzężach, trzymając narzędzia i pracując na śliskich zboczach. Wszystko robi trochę (i znacznie więcej), aby niemożliwe stało się możliwe.
Zabetonowanie koncepcji rzeźbiarza Anisha Kapoora, przedstawiającej eteryczną, unoszącą się chmurę, w 110-tonową, 66-stopową i 33-stopową rzeźbę ze stali nierdzewnej, było zadaniem firmy produkcyjnej Performance Structures Inc. (PSI) z Oakland w Kalifornii oraz MTH z Villa Park w Illinois. W 120. rocznicę istnienia, MTH jest jednym z najstarszych wykonawców konstrukcji stalowych i szklanych w regionie Chicago.
Wymagania dotyczące realizacji projektu będą zależeć od artystycznego wykonania, pomysłowości, umiejętności mechanicznych i wiedzy produkcyjnej obu firm. Firmy te będą produkować urządzenia na zamówienie, a nawet budować sprzęt na potrzeby projektu.
Niektóre problemy projektu wynikają z jego dziwnie zakrzywionego kształtu – kropki lub odwróconego pępka – a niektóre z jego rozmiarów. Rzeźby zostały zbudowane przez dwie różne firmy w różnych lokalizacjach, oddalonych od siebie o tysiące kilometrów, co stwarza problemy z transportem i stylem pracy. Wiele procesów, które muszą być wykonywane w terenie, jest trudnych do przeprowadzenia w hali produkcyjnej, a co dopiero w terenie. Ogromna trudność wynika po prostu z faktu, że taka konstrukcja nigdy wcześniej nie powstała. A zatem nie ma połączenia, planu, mapy drogowej.
Ethan Silva z PSI ma bogate doświadczenie w budowie kadłubów, najpierw na statkach, a później w innych projektach artystycznych, i jest wykwalifikowany do wykonywania nietypowych zadań związanych z budową kadłubów. Anish Kapoor poprosił absolwentów fizyki i sztuki o dostarczenie małego modelu.
„Zrobiłem więc okaz o wymiarach 2 x 3 metry, naprawdę gładki, zakrzywiony, polerowany element, a on powiedział: »O, udało ci się, jesteś jedynym, który to zrobił«, bo szukał przez dwa lata. Znajdź kogoś, kto się tym zajmie” – powiedział Silva.
Pierwotny plan zakładał, że PSI wyprodukuje i zbuduje rzeźbę w całości, a następnie przetransportuje ją na południe od Oceanu Spokojnego przez Kanał Panamski i na północ wzdłuż Oceanu Atlantyckiego i Drogi Wodnej Świętego Wawrzyńca do portu nad jeziorem Michigan. Edward Ulir, prezes Millennium Park Inc., powiedział: „Zgodnie z oświadczeniem, specjalnie zaprojektowany system przenośników taśmowych dowiezie go do Millennium Park. Ograniczenia czasowe i praktyczne względy wymusiły zmianę tych planów. W związku z tym zakrzywione panele musiały zostać zabezpieczone do transportu i przewiezione ciężarówkami do Chicago, gdzie MTH zmontowało podbudowę i nadbudowę oraz połączyło panele z nadbudówką.
Wykończenie i polerowanie spoin Cloud Gate, aby nadać im jednolity wygląd, było jednym z najtrudniejszych aspektów instalacji i montażu na miejscu. 12-etapowy proces kończy się nałożeniem rozjaśniającego różu, podobnego do pasty do polerowania biżuterii.
„Zasadniczo pracowaliśmy nad tym projektem przez około trzy lata, tworząc te części” – powiedział Silva. „To ciężka praca. Wymaga dużo czasu, aby zrozumieć, jak to zrobić i dopracować szczegóły; wiesz, po prostu doprowadzić to do perfekcji. Sposób, w jaki wykorzystujemy technologię komputerową i dobrą, starą obróbkę metali, to połączenie kucia i technologii lotniczej”.
Powiedział, że trudno jest wykonać coś tak dużego i ciężkiego z dużą precyzją. Największe płyty miały średnio 7 stóp szerokości i 11 stóp długości i ważyły ​​1500 funtów.
„Wykonanie całej pracy w systemie CAD i stworzenie rysunków warsztatowych to samo w sobie duże przedsięwzięcie” – mówi Silva. „Wykorzystujemy technologię komputerową do pomiaru płyt i dokładnej oceny ich kształtu i krzywizny, aby zapewnić ich prawidłowe dopasowanie.
„Przeprowadziliśmy symulację komputerową, a następnie podzieliliśmy ją na części” – powiedział Silva. „Wykorzystałem swoje doświadczenie w budowaniu skorup i miałem kilka pomysłów na segmentację kształtów, aby linie szwów współgrały ze sobą i pozwoliły uzyskać rezultaty najwyższej jakości”.
Niektóre płytki są kwadratowe, inne mają kształt wycinka koła. Im bliżej ostrego przejścia, tym bardziej przypominają wycinek koła i tym większy jest promień przejścia promieniowego. W górnej części są bardziej płaskie i większe.
Jak mówi Silva, plazma tnie stal nierdzewną 316L o grubości od 1/4 do 3/8 cala, która sama w sobie jest wystarczająco wytrzymała. „Prawdziwym wyzwaniem jest nadanie ogromnym płytom dość precyzyjnej krzywizny. Osiąga się to poprzez bardzo precyzyjne kształtowanie i wykonanie ramy układu żeber dla każdej płyty. W ten sposób możemy precyzyjnie określić kształt każdej płyty”.
Płyty są zwijane na rolkach 3D, które firma PSI zaprojektowała i wyprodukowała specjalnie do tego celu (patrz rys. 1). „To trochę jak kuzyn brytyjskich rolek. Zwijamy je, używając tej samej technologii, co skrzydła” – powiedział Silva. Każdy panel jest zginany, przesuwając go tam i z powrotem na rolkach, regulując nacisk na rolki, aż panele będą miały odchylenia od pożądanego rozmiaru z dokładnością do 0,025 mm. Według niego, wymagana wysoka precyzja utrudnia płynne formowanie arkuszy.
Następnie spawacz przyspawuje drut rdzeniowy do struktury wewnętrznego systemu żebrowanego. „Moim zdaniem drut rdzeniowy to naprawdę świetny sposób na tworzenie spoin konstrukcyjnych ze stali nierdzewnej” – wyjaśnia Silva. „Dzięki temu uzyskuje się wysokiej jakości spoiny, z naciskiem na produkcję i doskonały wygląd”.
Wszystkie powierzchnie płyt są ręcznie szlifowane i frezowane maszynowo, aby dopasować je do siebie z dokładnością do tysięcznych cala (patrz rys. 2). Wymiary należy zweryfikować za pomocą precyzyjnego sprzętu pomiarowego i skanera laserowego. Na koniec płyta jest polerowana na lustrzany połysk i pokrywana folią ochronną.
Około jednej trzeciej paneli, wraz z podstawą i konstrukcją wewnętrzną, zmontowano w ramach montażu próbnego przed wysyłką z Auckland (patrz rysunki 3 i 4). Zaplanowano procedurę układania desek i połączono je ze sobą za pomocą spawania szwowego kilkoma małymi deskami. „Kiedy więc składaliśmy je w Chicago, wiedzieliśmy, że będą pasować” – powiedział Silva.
Temperatura, czas i wibracje wózka mogą powodować poluzowanie się zwiniętej blachy. Kratka żebrowana została zaprojektowana nie tylko po to, aby zwiększyć sztywność płyty, ale także po to, aby zachować jej kształt podczas transportu.
Dlatego, gdy siatka wzmacniająca znajduje się wewnątrz, płyta jest poddawana obróbce cieplnej i schładzana w celu zmniejszenia naprężeń materiału. Aby dodatkowo zapobiec uszkodzeniom podczas transportu, dla każdej czaszy wykonuje się kołyski, a następnie ładuje się je do kontenerów, po około cztery na raz.
Następnie kontenery załadowano półproduktami, około cztery na raz, i wysłano do Chicago wraz z ekipami PSI, gdzie ekipy MTH zajmą się montażem. Jeden z nich jest logistykiem, który koordynuje transport, a drugi jest kierownikiem działu technicznego. Codziennie współpracuje z personelem MTH i pomaga w opracowywaniu nowych technologii w razie potrzeby. „Oczywiście odegrał bardzo ważną rolę w tym procesie” – powiedział Silva.
Lyle Hill, prezes MTH, powiedział, że początkowo zadaniem MTH Industries było zakotwiczenie eterycznej rzeźby w podłożu i zainstalowanie konstrukcji nośnej, a następnie przyspawanie do niej blach i wykonanie ostatecznego szlifowania i polerowania, za co odpowiedzialna była firma PSI Technical Management. Rzeźba wymaga równowagi między sztuką a praktycznością, teorią a rzeczywistością, wymaganym czasem a czasem zaplanowanym.
Lou Czerny, wiceprezes ds. inżynierii i kierownik projektu w MTH, powiedział, że interesuje go unikalność projektu. „Z naszej wiedzy wynika, że ​​w tym konkretnym projekcie dzieją się rzeczy, których nigdy wcześniej nie robiono ani nie brano pod uwagę” – powiedział Cerny.
Jednak praca nad pierwszym w swoim rodzaju dziełem wymaga elastycznej pomysłowości na miejscu, aby móc poradzić sobie z nieprzewidzianymi problemami i odpowiedzieć na pytania, które pojawiają się po drodze:
Jak przymocować 128 paneli ze stali nierdzewnej wielkości samochodu do stałej konstrukcji w rękawiczkach? Jak przylutować gigantyczną fasolę w kształcie łuku, nie polegając na niej? Jak przetopić spoinę, nie spawając od wewnątrz? Jak uzyskać idealne lustrzane wykończenie spoin ze stali nierdzewnej w terenie? Co się stanie, jeśli uderzy w niego piorun?
Czerny powiedział, że pierwszym sygnałem, że będzie to wyjątkowo złożony projekt, było rozpoczęcie budowy i instalacji ważącego 30 000 funtów sprzętu. Stalowa konstrukcja podtrzymująca rzeźbę.
Chociaż stal konstrukcyjna o wysokiej zawartości cynku dostarczona przez PSI do montażu podstawy konstrukcji nośnej była stosunkowo łatwa w wykonaniu, platforma dla konstrukcji nośnej znajdowała się w połowie nad restauracją, a w połowie nad parkingiem, każdy na innej wysokości.
„Podstawa jest więc jakby wspornikowa i chwiejna” – powiedział Czerny. „Tam, gdzie umieściliśmy dużo tej stali, także na początku samej płyty, musieliśmy wcisnąć dźwig w otwór o głębokości 1,5 metra”.
Czerny powiedział, że zastosowali bardzo zaawansowany system kotwienia, w tym mechaniczny system naprężania wstępnego, podobny do stosowanego w górnictwie węglowym, oraz niektóre kotwy chemiczne. Po zakotwiczeniu podstawy konstrukcji stalowej w betonie, konieczne jest zbudowanie konstrukcji nośnej, do której zostanie przymocowany kadłub.
„Rozpoczęliśmy montaż systemu kratownicowego, używając dwóch dużych, prefabrykowanych pierścieni uszczelniających ze stali nierdzewnej 304 – jednego na północnym krańcu konstrukcji, a drugiego na południowym krańcu” – mówi Czerny (patrz rysunek 3). Pierścienie są mocowane za pomocą przecinających się kratownic rurowych. Rama pomocnicza rdzenia pierścienia jest dzielona i skręcana za pomocą spawania metodą GMAW, spawania prętowego i spawanych usztywnień.
„Mamy więc do czynienia z wielką nadbudówką, której nikt nigdy nie widział; służy ona wyłącznie jako konstrukcja szkieletowa” – powiedział Czerny.
Pomimo największych starań włożonych w zaprojektowanie, skonstruowanie, wyprodukowanie i zainstalowanie wszystkich niezbędnych komponentów dla projektu w Auckland, ta rzeźba jest bezprecedensowa, a nowym ścieżkom zawsze towarzyszą zadziory i rysy. Podobnie, dopasowanie koncepcji produkcyjnej jednej firmy do drugiej nie jest tak proste, jak przekazanie pałeczki. Ponadto, fizyczna odległość między miejscami budowy powodowała opóźnienia w dostawach, co uzasadniało produkcję na miejscu.
„Chociaż montaż i spawanie zostały zaplanowane w Auckland z wyprzedzeniem, rzeczywiste warunki na placu budowy wymagały od wszystkich kreatywności” – powiedział Silva. „A związkowcy są naprawdę wspaniali”.
Przez pierwsze kilka miesięcy codzienna rutyna MTH polegała na określaniu zakresu prac i najlepszego sposobu wykonania niektórych elementów ramy pomocniczej, a także rozpór, amortyzatorów, ramion, sworzni i sworzni. Er powiedział, że do stworzenia tymczasowego systemu poszycia potrzebne są drążki pogo.
„To ciągły proces projektowania i produkcji, który pozwala nam utrzymać wszystko w ruchu i szybko dostarczać na miejsce. Poświęcamy dużo czasu na sortowanie tego, co mamy, w niektórych przypadkach na ciągłe przeprojektowywanie, a następnie produkcję potrzebnych nam części.
„Dosłownie we wtorek będziemy mieli 10 rzeczy, które musimy dostarczyć do sklepu w środę” – powiedział Hill. „Mamy mnóstwo nadgodzin i mnóstwo pracy w sklepie wykonywanej w środku nocy”.
„Około 75 procent elementów zawieszenia burty jest produkowanych lub modyfikowanych w terenie” – powiedział Czerny. „Kilka razy dosłownie nadrabialiśmy 24 godziny. Byłem w warsztacie do 2, 3 w nocy i wracałem do domu, żeby wziąć prysznic, odebrałem o 5:30 i nadal byłem mokry”.
Tymczasowy system zawieszenia MTN do montażu kadłuba składa się ze sprężyn, rozpór i linek. Wszystkie połączenia między płytami są tymczasowo skręcane. „Cała konstrukcja jest więc mechanicznie połączona, zawieszona od wewnątrz na 304 kratownicach” – powiedział Czerny.
Zaczynają od kopuły u podstawy rzeźby omgala – „pępka pępka”. Kopuła została zawieszona na kratownicach za pomocą tymczasowego, czteropunktowego systemu podparcia sprężyn, składającego się z wieszaków, linek i sprężyn. Czerny powiedział, że sprężyna zapewnia „odbicie” w miarę dodawania kolejnych desek. Sprężyny są następnie regulowane w oparciu o ciężar dodawany przez każdą płytę, aby zrównoważyć całą rzeźbę.
Każda ze 168 desek ma własny, czteropunktowy system zawieszenia sprężynowego, dzięki czemu jest indywidualnie podparta. „Chodzi o to, aby nie przeceniać żadnych połączeń, ponieważ są one ze sobą połączone tak, aby uzyskać szczelinę 0/0” – powiedział Cerny. „Uderzenie deski w deskę poniżej może prowadzić do odkształceń i innych problemów”.
Dowodem precyzji firmy PSI jest bardzo dobry montaż z niewielkim luzem. „PSI wykonało fantastyczną robotę, tworząc panele” – mówi Czerny. „Daję im uznanie, bo ostatecznie idealnie pasują. Sprzęt jest naprawdę dobry, co dla mnie jest po prostu fantastyczne. Mówimy dosłownie o tysięcznych cala. Zmontowana płyta ma zamkniętą krawędź”.
„Kiedy kończą montaż, wiele osób myśli, że to już koniec” – powiedział Silva, nie tylko dlatego, że szwy są szczelne, ale także dlatego, że w pełni zmontowane części i polerowane na lustro płyty odbijają otoczenie. Ale szwy są widoczne, ponieważ płynna rtęć ich nie ma. Co więcej, rzeźba musiała zostać w całości zespawana, aby zachować integralność strukturalną dla przyszłych pokoleń – dodał Silva.
Zakończenie budowy Cloud Gate musiało zostać opóźnione ze względu na uroczyste otwarcie parku jesienią 2004 r., w związku z czym Omhalus stał się żywym GTAW, co trwało kilka miesięcy.
„Wszędzie wokół konstrukcji widać małe brązowe plamki, które są spoinami lutowanymi metodą TIG” – powiedział Czerny. „Zaczęliśmy renowację namiotów w styczniu”.
„Kolejnym poważnym wyzwaniem produkcyjnym w tym projekcie było wykonanie spoiny bez utraty dokładności kształtu z powodu skurczu spawalniczego” – powiedział Silva.
Według Czernego, spawanie plazmowe zapewnia niezbędną wytrzymałość i sztywność przy minimalnym ryzyku uszkodzenia blachy. Mieszanina 98% argonu i 2% helu najlepiej redukuje zanieczyszczenia i poprawia proces łączenia.
Spawacze stosują technikę spawania plazmowego z otworem na klucz, wykorzystując źródła prądu Thermal Arc® oraz specjalne zespoły traktora i palnika zaprojektowane i stosowane przez PSI.