Wizja Anisha Kapoora dla rzeźby Cloud Gate, która ma stanąć w Millennium Park w Chicago, zakłada, że ​​będzie ona przypominać płynną rtęć, bezproblemowo odbijając otaczające ją miasto. Osiągnięcie tej spójności jest dziełem miłości.
„Chciałem zrobić w Millennium Park coś, co pasowałoby do panoramy Chicago… tak, aby ludzie widzieli chmury unoszące się w nim i te bardzo wysokie budynki odbijające się w dziele. Następnie, dzięki formie w drzwiach, uczestnik, widz, będzie mógł wejść do tego bardzo głębokiego pomieszczenia, w pewien sposób robi to samo z odbiciem osoby, co zewnętrzna część dzieła robi z odbiciem otaczających rzeczy w mieście.” – światowej sławy brytyjski artysta Anish Kapoor, rzeźbiarz 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 kryje historie ponad 100 pracowników branży metalowej, przecinaczy, spawaczy, trymerów, inżynierów, techników, pracowników zakładów ślusarskich, instalatorów i menedżerów — wszystko na przestrzeni pięciu lat.
Wielu pracowało po godzinach, wykonywali prace warsztatowe w środku nocy, rozbijali obóz na terenie budowy i pracowali w 43-stopniowym upale, ubrani w pełne kombinezony Tyvek® i maski oddechowe. Niektórzy pracowali w pozycjach, w których musieli przeciwstawić się grawitacji, zwisając na pasach bezpieczeństwa, trzymając narzędzia i pracując na śliskich zboczach. Robimy wszystko, co się da (i robimy jeszcze więcej), aby to, co niemożliwe, stało się możliwe.
Zadaniem firmy producenckiej Performance Structures Inc. (PSI) z Oakland w Kalifornii oraz MTH z Villa Park w stanie Illinois było przekształcenie koncepcji rzeźbiarza Anisha Kapoora, przedstawiającej eteryczne, unoszące się chmury, w rzeźbę ze stali nierdzewnej o wadze 110 ton, długości 66 stóp i wysokości 33 stóp. W tym roku firma MTH jest jednym z najstarszych wykonawców projektów architektonicznych z metalu i szkła w rejonie Chicago.
Realizacja projektu będzie wymagała artystycznego wykonania, pomysłowości, umiejętności mechanicznych i wiedzy produkcyjnej obu firm. Firmy te dostosowały i zbudowały sprzęt na potrzeby projektu.
Niektóre z wyzwań związanych z projektem wynikają z jego dziwnie zakrzywionego kształtu – kropki lub odwróconego pępka – a niektóre z jego samych rozmiarów. Rzeźby zostały zbudowane przez dwie różne firmy w różnych lokalizacjach oddalonych od siebie o tysiące mil, co stwarza problemy z transportem i stylem pracy. Wiele procesów, które muszą być wykonywane w terenie, jest trudnych do wykonania w warsztacie, a co dopiero w terenie. Wiele trudności wynika po prostu z tego, że taka struktura nigdy wcześniej nie została stworzona. Więc nie ma odniesienia, planu, mapy drogowej.
Ethan Silva z PSI ma duże doświadczenie w budowie muszli, początkowo na statkach, a później w innych projektach artystycznych, i zakwalifikował się do nietypowych zadań związanych z budową muszli. Anish Kapoor poprosił absolwentów fizyki i sztuki o przygotowanie małego modelu.
„Zrobiłem więc próbkę o wymiarach 2 x 3 metry, naprawdę gładki, zakrzywiony, polerowany kawałek, a on powiedział: 'O, zrobiłeś to, jesteś jedynym, kto to zrobił', bo szukał kogoś, kto to zrobi, przez dwa lata” – powiedział Silva.
Pierwotny plan zakładał, że PSI w pełni wyprodukuje i zbuduje rzeźbę, a następnie przetransportuje cały obiekt na południe od Oceanu Spokojnego, przez Kanał Panamski, na północ wzdłuż Oceanu Atlantyckiego i wzdłuż Drogi Wodnej Świętego Wawrzyńca do portu nad jeziorem Michigan, zgodnie z Edwardem Uhlirem, dyrektorem wykonawczym Millennium Park Inc. Zgodnie z oświadczeniem specjalnie zaprojektowany system przenośników przetransportuje go do Millennium Park. Ograniczenia czasowe i praktyczność zmusiły do ​​zmiany tych planów. Dlatego zakrzywione panele musiały zostać usztywnione do transportu i przetransportowane ciężarówkami do Chicago, gdzie MTH zmontuje podbudowę i nadbudowę oraz połączy panele z nadbudową.
Wykończenie i polerowanie spoin bramy Cloud Gate w celu uzyskania jednolitego wyglądu stanowiło jeden z najtrudniejszych aspektów zadania instalacji i montażu w terenie. 12-etapowy proces kończy się nałożeniem rozjaśniającego różu podobnego do polerowania jubilerskiego.
„Więc zasadniczo pracowaliśmy nad tym projektem przez około trzy lata, tworząc te części” — powiedział Silva. „To ciężka praca. Dużo czasu poświęcamy na wymyślanie, jak to zrobić i dopracowywanie szczegółów; wiesz, po prostu dopracowywanie tego. Sposób, w jaki wykorzystujemy technologię komputerową i dobrą staromodną obróbkę metali, to połączenie kucia i technologii lotniczej”.
Trudno jest precyzyjnie wykonać coś tak dużego i ciężkiego – dodał. Największe płyty miały średnio 7 stóp szerokości, 11 stóp długości i ważyły ​​1500 funtów.
„Wykonywanie całej pracy CAD i tworzenie faktycznych rysunków warsztatowych do pracy to w zasadzie duży projekt sam w sobie” — mówi Silva. „Używamy technologii komputerowej do pomiaru płyt i dokładnej oceny ich kształtu i krzywizny, aby prawidłowo do siebie pasowały.
„Wykonaliśmy modelowanie komputerowe, a następnie podzieliliśmy je” — powiedział Silva. „Wykorzystałem swoje doświadczenie w budowie skorup i miałem kilka pomysłów, jak segmentować kształty, aby uzyskać linie szwów, dzięki czemu mogliśmy uzyskać najlepsze jakościowo rezultaty”.
Niektóre płyty są kwadratowe, inne mają kształt wycinka koła. Im bliżej stromego przejścia, tym bardziej przypominają wycinek koła i tym większe jest przejście promieniowe. U góry są bardziej płaskie i większe.
Plazma tnie stal nierdzewną 316L o grubości od 1/4 do 3/8 cala, która sama w sobie jest wystarczająco wytrzymała, mówi Silva. „Prawdziwym wyzwaniem jest uzyskanie odpowiednio precyzyjnej krzywizny ogromnych płyt. Odbywa się to poprzez formowanie i wytwarzanie ramy systemu żeber dla każdej płyty z dużą precyzją. W ten sposób możemy precyzyjnie określić kształt każdej płyty”.
Deski są zwijane na rolkach 3D, które PSI zaprojektowało i wyprodukowało specjalnie do zwijania tych desek (patrz rysunek 1). „To rodzaj kuzyna brytyjskich rolek. Zwijamy je, stosując technikę podobną do tej, w której produkuje się błotniki” — powiedział Silva. Zginaj każdy panel, przesuwając go tam i z powrotem na rolkach, regulując nacisk na rolki, aż panele będą miały rozmiar zbliżony do pożądanego z dokładnością 0,01 cala. Wysoka precyzja, jaką to wymaga, utrudnia płynne formowanie arkuszy — powiedział.
Następnie spawacz łączy rdzeń topnikowy ze strukturą wewnętrznego układu żeber. „Moim zdaniem rdzeń topnikowy to naprawdę świetny sposób na tworzenie spoin konstrukcyjnych w stali nierdzewnej” — wyjaśnia Silva. „Daje to wysokiej jakości spoiny z silnym naciskiem na produkcję i wygląda świetnie”.
Cała powierzchnia płyt jest szlifowana ręcznie i frezowana maszynowo, aby przyciąć je z dokładnością do tysięcznej części cala, tak aby wszystkie do siebie pasowały (patrz rysunek 2). Wymiary są sprawdzane za pomocą precyzyjnych urządzeń pomiarowych i skanera laserowego. Na koniec płyta jest polerowana na lustrzany połysk i pokrywana folią ochronną.
Około jednej trzeciej paneli, wraz z podstawą i wewnętrzną konstrukcją, zostało zmontowanych w ramach montażu próbnego przed wysłaniem paneli z Auckland (patrz rysunki 3 i 4). Zaplanowano procedurę montażu elewacji i wykonano kilka spawów szwowych na kilku małych deskach, aby je ze sobą połączyć. „Kiedy więc złożyliśmy to w Chicago, wiedzieliśmy, że będzie pasować” — powiedział Silva.
Temperatura, czas i wibracje ciężarówki mogą spowodować poluzowanie się zwiniętej blachy. Żebrowana kratka ma na celu nie tylko zwiększenie sztywności płyty, ale także zachowanie jej kształtu podczas transportu.
W związku z tym, płyta, wyposażona w siatkę wzmacniającą po wewnętrznej stronie, jest poddawana obróbce cieplnej i chłodzona w celu zmniejszenia naprężeń materiału. Aby dodatkowo zapobiec uszkodzeniom podczas transportu, dla każdej płyty wykonuje się kołyski, które następnie ładuje się do kontenerów, około czterech na raz.
Następnie kontenery załadowano do półproduktów, około czterech na raz, i wysłano do Chicago z ekipami PSI w celu instalacji z ekipami MTH. Jedna z nich to osoba odpowiedzialna za logistykę, która koordynuje transport, a druga to kierownik w dziale technicznym. Codziennie współpracuje z personelem MTH i pomaga w opracowywaniu nowych technologii w razie potrzeby. „Oczywiście był bardzo ważną częścią procesu” — powiedział Silva.
Lyle Hill, prezes MTH, powiedział, że MTH Industries początkowo miało za zadanie przymocować eteryczną rzeźbę do podłoża i zainstalować nadbudowę, a następnie przyspawać do niej arkusze i wykonać ostateczne szlifowanie i polerowanie, dzięki uprzejmości PSI Technical guidance. Ukończenie rzeźby oznacza równowagę między sztuką a praktycznością; teorią a rzeczywistością; wymaganym czasem a zaplanowanym czasem.
Lou Cerny, wiceprezes ds. inżynierii i kierownik projektu MTH, powiedział, że to, co go interesuje w tym projekcie, to jego wyjątkowość. „O ile nam wiadomo, w tym konkretnym projekcie dzieją się rzeczy, które nigdy wcześniej nie były robione lub nigdy wcześniej nie były brane pod uwagę” — powiedział Cerny.
Jednak praca nad pierwszym w swoim rodzaju zadaniem wymaga elastycznej pomysłowości na miejscu, aby sprostać nieprzewidzianym wyzwaniom i odpowiedzieć na pytania, które pojawiają się w miarę postępu prac:
Jak zamontować 128 paneli ze stali nierdzewnej wielkości samochodu na stałej nadbudówce, jednocześnie obchodząc się z nimi w rękawiczkach?Jak spawać gigantyczną fasolę w kształcie łuku, nie polegając na niej?Jak przebić spoinę, nie mogąc spawać od środka?Jak uzyskać idealne lustrzane wykończenie spoin ze stali nierdzewnej w warunkach polowych?Co się stanie, jeśli uderzy w nią piorun?
Jak powiedział Cerny, pierwszym sygnałem, że będzie to wyjątkowo trudny projekt, było rozpoczęcie prac konstrukcyjnych i instalacji ważącego 30 000 funtów sprzętu. Stalowa konstrukcja podtrzymująca rzeźbę.
Chociaż bogata w cynk stal konstrukcyjna dostarczona przez PSI do montażu podstawy konstrukcji była stosunkowo prosta w produkcji, miejsce jej montażu znajdowało się w połowie nad restauracją, a w połowie nad parkingiem, każdy na innej wysokości.
„Więc podkonstrukcja jest w pewnym sensie wspornikowa i chwiejna” — powiedział Cerny. „Tam, gdzie umieściliśmy dużo tej stali, w tym na początku samej pracy nad płytami, musieliśmy wjechać dźwigiem w otwór o głębokości 5 stóp”.
Cerny powiedział, że zastosowali bardzo zaawansowany system kotwienia, obejmujący mechaniczny system wstępnego naprężenia, podobny do tego stosowanego w górnictwie węglowym, a także kilka kotew chemicznych. Po zamocowaniu w betonie dolnej części konstrukcji stalowej konieczne jest zbudowanie nadbudówki, do której zostanie przymocowany płaszcz.
„Rozpoczęliśmy instalację systemu kratownicowego, używając dwóch dużych, wykonanych pierścieni uszczelniających ze stali nierdzewnej 304 — jednego na północnym końcu konstrukcji i jednego na południowym końcu” — mówi Cerny (patrz rysunek 3). Pierścienie są utrzymywane razem przez krzyżujące się kratownice rurowe. Podrama rdzenia pierścieniowego jest zbudowana w sekcjach i przykręcana na miejscu za pomocą spawania metodą GMAW i spawania prętowego oraz spawanych usztywnień.
„Mamy więc dużą nadbudowę, której nikt nigdy nie widział; służy ona wyłącznie do budowy szkieletu konstrukcyjnego” – powiedział Cerny.
Pomimo wszelkich starań, aby zaprojektować, wyprodukować, wykonać i zainstalować wszystkie wymagane komponenty dla projektu w Auckland, rzeźba ta jest bezprecedensowa, a wytyczanie nowych szlaków zawsze wiąże się z zadziorami i zarysowaniami. Podobnie, połączenie koncepcji produkcyjnej jednej firmy z koncepcją innej nie jest tak proste, jak przekazanie pałeczki. Ponadto fizyczna odległość między miejscami produkcji powodowała opóźnienia w dostawach, co sprawiło, że logicznym rozwiązaniem była produkcja na miejscu.
„Chociaż procedury montażu i spawania zostały zaplanowane z wyprzedzeniem w Oakland, rzeczywiste warunki na miejscu wymagały od wszystkich pomysłowości i adaptacji” — powiedział Silva. „A pracownicy związku są naprawdę wspaniali”.
Przez pierwsze kilka miesięcy codzienna rutyna MTH polegała na określaniu, co obejmuje dzienna praca i jak najlepiej wyprodukować niektóre elementy do montażu ramy pomocniczej, a także niektóre rozpórki, „amortyzatory”, ramiona, kołki i sworznie. Drążki pogo potrzebne do stworzenia tymczasowego systemu sidingowego, powiedział Er.
„To ciągły proces projektowania i produkcji w locie, aby wszystko szło do przodu i szybko trafiało na miejsce. Spędzamy dużo czasu na sortowaniu tego, co mamy, przeprojektowywaniu i przeprojektowywaniu w niektórych przypadkach, a następnie produkcji wymaganych części.
„Dosłownie, we wtorek będziemy mieć 10 rzeczy, które musimy dostarczyć na miejsce w środę” — powiedział Hill. „Jest dużo nadgodzin i dużo pracy w sklepie wykonywanej w środku nocy”.
„Około 75 procent elementów zawieszenia deski jest wytwarzanych lub modyfikowanych w terenie” – powiedział Cerny. „Były czasy, kiedy dosłownie wymyślaliśmy 24-godzinny dzień. Byłem w sklepie do 2, 3 w nocy, a do domu wracałem o 5:30 rano, żeby wziąć prysznic i kupić składniki, wciąż mokry”.
Tymczasowy system zawieszenia MTH do montażu obudowy składa się ze sprężyn, rozpór i linek. Wszystkie połączenia między płytami są tymczasowo przykręcone. „Cała konstrukcja jest więc mechanicznie połączona, zawieszona od wewnątrz, za pomocą 304 kratownic” — powiedział Cerny.
Zaczynają od kopuły u podstawy rzeźby omhalus – „pępka pępka”. Kopuła została zawieszona na kratownicach za pomocą tymczasowego czteropunktowego systemu zawieszenia sprężynowego składającego się z wieszaków, kabli i sprężyn. Cerny powiedział, że sprężyna zapewnia „dawanie i branie”, gdy dodawane są kolejne deski. Następnie sprężyny są ponownie regulowane na podstawie ciężaru dodawanego przez każdą płytę, aby pomóc zrównoważyć całą rzeźbę.
Każda z 168 desek ma swój własny czteropunktowy system podparcia sprężyn zawieszenia, dzięki czemu jest indywidualnie podparta, gdy jest na miejscu. „Chodzi o to, aby nie przeceniać żadnego ze złączy, ponieważ są one ze sobą połączone, aby uzyskać szczelinę 0/0” — powiedział Cerny. „Jeśli deska uderzy w deskę poniżej, może to spowodować wyboczenie i inne problemy”.
Jako dowód dokładności pracy PSI, montaż jest bardzo dobry, z niewielką liczbą szczelin. „PSI wykonało fantastyczną robotę, tworząc panele”, mówi Cerny. „Oddaję im całą chwałę, ponieważ ostatecznie naprawdę pasują. Wyposażenie jest naprawdę ładne, co jest dla mnie fantastyczne. Mówimy dosłownie o tysięcznych częściach cala. Te płyty są połączone ze sobą na zamkniętej krawędzi”.
„Kiedy kończą montaż, wiele osób myśli, że jest już gotowy” — powiedział Silva, nie tylko dlatego, że szwy są szczelne, ale również dlatego, że w pełni zmontowane części z ich wysoce wypolerowanymi, lustrzanymi płytami odbijają otoczenie. Ale szwy są widoczne, ciekła rtęć nie ma szwów. Ponadto rzeźba musiała zostać w pełni zespawana, aby zachować integralność strukturalną dla przyszłych pokoleń — powiedział Silva.
Zakończenie budowy Cloud Gate musiało zostać wstrzymane na czas wielkiego otwarcia parku jesienią 2004 r., więc Omhalus zamienił się w turniej GTAW, który trwał kilka miesięcy.
„Można zobaczyć małe brązowe plamki, które są spoinami lutowanymi metodą TIG wokół całej konstrukcji” – powiedział Cerny. „Rozpoczęliśmy odbudowę namiotów w styczniu”.
„Kolejnym poważnym wyzwaniem produkcyjnym w tym projekcie było wykonanie spoiny bez utraty dokładności kształtu z powodu odkształceń spowodowanych skurczem spawalniczym” – powiedział Silva.
Spawanie plazmowe zapewnia wymaganą wytrzymałość i sztywność przy minimalnym ryzyku uszkodzenia płyty, powiedział Cerny. Mieszanka 98% argonu i 2% helu najlepiej sprawdza się w ograniczaniu zanieczyszczeń i poprawianiu łączenia.
Spawacze stosują technikę spawania plazmowego z otworem na klucz, wykorzystując źródła prądu Thermal Arc® oraz specjalne zespoły traktora i palnika opracowane i stosowane przez PSI.