Visi Anish Kapoor pikeun patung Cloud Gate di Millennium Park Chicago nyaéta patung éta nyarupaan raksa cair, anu ngagambarkeun kota sakurilingna kalawan mulus. Ngahontal kalancaran ieu mangrupikeun padamelan anu pinuh ku kanyaah.
"Anu kuring hoyong laksanakeun di Millennium Park nyaéta ngadamel hiji hal anu cocog sareng cakrawala Chicago ... supados jalma-jalma ningali méga anu ngambang di jerona sareng gedong-gedong anu jangkung pisan éta katingali dina karya éta. Teras, Kusabab bentukna dina panto, pamilon, pamiarsa, bakal tiasa lebet ka rohangan anu jero pisan ieu, ku cara éta ngalakukeun hal anu sami kana pantulan jalma sapertos bagian luar karya éta ngalakukeun kana pantulan hal-hal di kota sakurilingna." - seniman Inggris anu kasohor di dunya Anish Kapoor, pematung Cloud Gate
Ningali beungeut patung stainless steel anu monumental ieu, hésé nebak sabaraha logam sareng kawani anu aya di handapeun beungeutna. Cloud Gate nyumputkeun carita langkung ti 100 tukang logam, tukang motong, tukang las, tukang motong, insinyur, teknisi, tukang beusi, tukang masang, sareng manajer—sadayana salami lima taun.
Seueur anu damel lembur, ngalakukeun padamelan bengkel di tengah wengi, kémping di lokasi, sareng damel dina suhu 110 derajat nganggo jas Tyvek® lengkep sareng respirator satengah masker. Aya anu damel dina posisi ngalawan gravitasi, ngagantung dina sabuk pengaman bari nyepeng alat sareng damel dina lamping anu licin. Sagalana dilakukeun sakedik (sareng langkung ti éta) pikeun ngajantenkeun anu teu mungkin janten mungkin.
Ngarojong konsép awan ngambang anu ethereal ti pematung Anish Kapoor kana patung stainless steel anu beuratna 110 ton, panjangna 66 kaki, sareng jangkungna 33 kaki mangrupikeun tugas ti perusahaan produsén Performance Structures Inc. (PSI), Oakland, CA, sareng MTH, Villa Park, IL. Dina ulang taun ka-120 na, MTH mangrupikeun salah sahiji kontraktor desain struktural logam sareng kaca arsitéktur pangkolotna di daérah Chicago.
Sarat pikeun ngawujudkeun proyék ieu bakal ngamangpaatkeun palaksanaan artistik, kapinteran, kamampuan mékanis, sareng pangaweruh manufaktur ti dua perusahaan éta. Aranjeunna ngadamel peralatan khusus sareng bahkan ngawangunna.
Sababaraha tantangan proyék ieu asalna tina bentukna anu melengkung anéh – titik atanapi pusar anu tibalik – sareng sababaraha tina ukuranana anu ageung. Patung-patung éta diwangun ku dua perusahaan anu béda di lokasi anu béda rébuan mil jauhna, nyiptakeun masalah transportasi sareng gaya damel. Seueur prosés anu kedah dilakukeun di lapangan hésé dilakukeun di lingkungan bengkel, apalagi di lapangan. Seueur kasusah timbul kusabab struktur sapertos kitu teu acan pernah didamel sateuacanna. Janten, teu aya rujukan, teu aya cetak biru, teu aya peta jalan.
Ethan Silva ti PSI gaduh pangalaman anu lega dina konstruksi cangkang, mimitina dina kapal sareng engké dina proyék seni anu sanés, mumpuni pikeun tugas konstruksi cangkang anu unik. Anish Kapoor nyuhunkeun lulusan fisika sareng seni pikeun nyayogikeun modél alit.
"Janten abdi ngadamel sampel 2 x 3 méter, potongan anu melengkung sareng dipoles anu mulus pisan, teras anjeunna nyarios, 'Oh, anjeun anu ngalakukeunana, anjeun hiji-hijina anu ngalakukeunana,' sabab anjeunna parantos milarian dua taun kanggo milarian batur pikeun ngalakukeunana," saur Silva.
Rencana awalna nyaéta PSI pikeun ngadamel sareng ngawangun patung sacara lengkep, teras ngirimkeun sadayana potongan ka kiduleun Samudra Pasifik, ngalangkungan Terusan Panama, ka kalér sapanjang Samudra Atlantik, sareng sapanjang St. Lawrence Seaway ka palabuhan di Danau Michigan, numutkeun Edward Uhlir, diréktur eksekutif Millennium Park Inc. Numutkeun pernyataan éta, sistem conveyor anu dirancang khusus bakal ngangkut éta ka Millennium Park. Kendala waktos sareng kepraktisan maksa rencana ieu robih. Ku alatan éta, panel melengkung kedah disiapkeun pikeun diangkut sareng diangkut ka Chicago, dimana MTH bakal ngarakit substruktur sareng superstruktur, sareng nyambungkeun panel kana superstruktur.
Ngaréngsékeun sareng ngagosok las Cloud Gate pikeun tampilan anu mulus mangrupikeun salah sahiji aspék anu paling sesah dina tugas pamasangan sareng perakitan di lapangan. Prosés 12 léngkah ieu réngsé ku warna beureum anu ngacerahkeun anu sami sareng semir tukang perhiasan.
"Janten dasarna kami damel dina proyék éta salami sakitar tilu taun, ngadamel bagian-bagian ieu," saur Silva. "Éta padamelan anu sesah. Seueur waktos éta dianggo pikeun mikirkeun kumaha ngalakukeunana sareng ngerjakeun detilna; anjeun terang, ngan saukur nyampurnakeunana. Cara kami nganggo téknologi komputer sareng pengerjaan logam kuno anu saé nyaéta kombinasi tempa sareng téknologi aerospace."
Hésé nyieun hiji hal anu sakitu gedéna jeung beuratna kalawan presisi, cenahna. Pelat panggedéna rata-rata lébarna 7 kaki jeung panjangna 11 kaki sarta beuratna 1.500 pon.
"Ngalakukeun sadaya padamelan CAD sareng nyiptakeun gambar bengkel anu saleresna pikeun padamelan éta saleresna mangrupikeun proyék anu ageung," saur Silva. "Kami nganggo téknologi komputer pikeun ngukur pelat sareng sacara akurat meunteun bentuk sareng kelengkunganana supados pas.
"Kami ngalakukeun modél komputer teras misahkeunana," saur Silva. "Kuring nganggo pangalaman kuring sareng konstruksi cangkang, sareng kuring gaduh sababaraha ideu ngeunaan kumaha cara ngabagi bentuk-bentukna supados garis kelimna tiasa dianggo supados kami tiasa kéngingkeun hasil anu kualitasna pangsaéna."
Aya pelat anu bentukna pasagi, aya ogé anu bentukna pai. Beuki deukeut kana transisi anu lungkawing, beuki bentukna pai, sarta beuki gedé transisi radialna. Di luhurna, pelatna leuwih datar jeung leuwih gedé.
Plasma motong baja tahan karat 316L kandelna 1/4 nepi ka 3/8 inci, anu cukup kuat sorangan, saur Silva. "Tangtangan anu saleresna nyaéta pikeun ngajantenkeun lempengan ageung éta ngagaduhan kelengkungan anu cekap tepat. Ieu dilakukeun ku cara ngabentuk sareng ngadamel pigura sistem iga pikeun unggal lempengan kalayan tepat pisan. Ku cara kieu urang tiasa nangtukeun bentuk unggal lempengan sacara tepat."
Papan-papan éta digulung dina rol 3D anu dirancang sareng diproduksi ku PSI khusus pikeun ngagulung papan ieu (tingali Gambar 1). "Ieu sapertos dulur ti rol Inggris. Kami ngagulungna nganggo téknik anu sami sareng cara ngadamel fender," saur Silva. Lengkungkeun unggal panel ku cara mindahkeunana ka hareup sareng ka hareup dina rol, nyaluyukeun tekanan dina rol dugi ka panelna aya dina jarak 0,01 inci tina ukuran anu dipikahoyong. Presisi anu luhur anu diperyogikeun ngajantenkeun hésé pikeun ngabentuk lambaran kalayan lancar, saurna.
Tukang las teras ngaitkeun inti fluks kana struktur sistem iga jero. "Numutkeun kuring, inti fluks mangrupikeun cara anu saé pikeun nyiptakeun las struktural dina baja tahan karat," jelas Silva. "Éta masihan anjeun las kualitas luhur kalayan fokus anu kuat kana produksi sareng katingalina saé."
Sakabéh permukaan papan digiling ku leungeun sareng digiling ku mesin pikeun motongna dugi ka akurasi sapersarébu inci anu dipikahoyong supados sadayana pas (tingali Gambar 2). Pariksa diménsi nganggo alat pangukur presisi sareng pamindaian laser. Pamungkas, pelat dipoles dugi ka réngsé sapertos eunteung sareng ditutup ku pilem pelindung.
Kira-kira sapertiluna panel, sareng dasar sareng struktur internal, dipasang dina rakitan uji coba sateuacan panel dikirim ti Auckland (tingali Gambar 3 sareng 4). Ngarencanakeun prosedur siding sareng ngalakukeun sababaraha las jahitan dina sababaraha papan alit pikeun ngahijikeunana. "Janten nalika kami ngahijikeunana di Chicago, kami terang éta bakal pas," saur Silva.
Suhu, waktos, sareng geteran treuk tiasa nyababkeun lambaran anu digulung leupas. Kisi-kisi ribbed henteu ngan ukur dirancang pikeun ningkatkeun kakuan papan, tapi ogé pikeun ngajaga bentuk papan salami diangkut.
Ku kituna, ku ayana bolong tulangan di jerona, pelat ieu dipanaskeun sareng didinginkan pikeun ngirangan setrés bahan. Pikeun nyegah karusakan nalika diangkut, ayunan dijieun pikeun unggal pelat, anu teras dimuat kana wadah, sakitar opat sakaligus.
Wadah-wadah éta teras dimuat kana produk satengah jadi, sakitar opat sakaligus, teras dikirim ka Chicago sareng kru PSI pikeun dipasang sareng kru MTH. Anu hiji nyaéta jalmi logistik anu koordinasi transportasi, sareng anu sanésna nyaéta supervisor di daérah téknis. Anjeunna damel sareng staf MTH unggal dinten sareng ngabantosan ngembangkeun téknologi énggal upami diperyogikeun. "Tangtosna anjeunna mangrupikeun bagian anu penting pisan tina prosés éta," saur Silva.
Lyle Hill, présidén MTH, nyarios yén MTH Industries mimitina ditugaskeun pikeun ngamankeun patung anu éndah kana taneuh sareng masang superstruktur, teras ngelas lambaranana sareng masihan pangamplasan sareng polesan akhir, hatur nuhun kana pituduh Téknis PSI. Parantosan patung hartosna kasaimbangan antara seni sareng praktis; téori sareng kanyataan; waktos anu diperyogikeun sareng waktos anu dijadwalkeun.
Lou Cerny, wakil présidén rékayasa sareng manajer proyék MTH, nyarios yén anu pikaresepeun anjeunna ngeunaan proyék ieu nyaéta kaunikanana. "Sakumaha anu urang terang, aya hal-hal anu lumangsung dina proyék khusus ieu anu teu acan pernah dilakukeun sateuacanna, atanapi teu acan pernah dipertimbangkeun sateuacanna," saur Cerny.
Tapi ngagarap padamelan anu munggaran di jinisna meryogikeun kapinteran di tempat anu fléksibel pikeun nyumponan tantangan anu teu kaduga sareng ngajawab patarosan anu timbul nalika padamelan maju:
Kumaha carana masang 128 panel stainless steel ukuran mobil kana superstruktur permanén bari nangananana nganggo sarung tangan barudak? Kumaha carana ngelas kacang raksasa anu bentukna siga busur tanpa ngandelkeun éta? Kumaha carana nembus las tanpa tiasa ngelas ti jero? Kumaha carana ngahontal hasil akhir eunteung anu sampurna pikeun las stainless steel dina lingkungan lapangan? Naon anu bakal kajadian upami kilat nyamber?
Tanda munggaran yén ieu bakal janten proyék anu sesah pisan, saur Cerny, nyaéta nalika konstruksi sareng pamasangan dimimitian dina alat-alat beurat 30.000 pon. Struktur baja anu ngadukung patung éta.
Sanaos baja struktural beunghar séng anu disayogikeun ku PSI pikeun ngarakit dasar substruktur kawilang gampang dijieun, situs substruktur ayana satengah di luhur réstoran sareng satengah di luhur tempat parkir, masing-masing dina jangkungna anu béda.
"Janten substrukturna rada kantilever sareng reyot," saur Cerny. "Di tempat kami nempatkeun seueur baja ieu, kalebet dina awal padamelan pelat éta sorangan, kami sabenerna kedah ngajantenkeun crane nyetir kana liang 5 kaki."
Cerny nyarios yén aranjeunna nganggo sistem jangkar anu canggih pisan, kalebet sistem preload mékanis, sami sareng jinis barang anu dianggo dina pertambangan batu bara, sareng sababaraha jangkar kimia. Sakali substruktur struktur baja dipasang dina beton, perlu pikeun ngawangun superstruktur anu bakal dipasangkeun cangkangna.
"Kami mimiti masang sistem rangka nganggo dua cincin O stainless steel 304 anu didamel ageung—hiji di tungtung kalér struktur sareng hiji di tungtung kidul," saur Cerny (tingali Gambar 3). Cincin-cincin éta dihijikeun ku rangka tabung anu silih meuntas. Subframe inti-ring diwangun dina sababaraha bagian sareng dibaut in situ nganggo las GMAW sareng bar sareng pengaku anu dilas.
"Janten aya superstruktur ageung anu teu acan kantos katingali ku saha waé; éta khusus kanggo rangka struktural," saur Cerny.
Sanaos parantos aya usaha anu pangsaéna pikeun ngarancang, ngadamel, ngadamel, sareng masang sadaya komponén anu diperyogikeun pikeun proyék Auckland, patung ieu teu acan pernah aya sateuacanna sareng ngabuka jalur énggal sok dibarengan ku gerigi sareng goresan. Kitu ogé, ngagabungkeun konsép manufaktur hiji perusahaan sareng perusahaan anu sanés henteu saderhana sapertos nyerahkeun tongkat estafet. Salaku tambahan, jarak fisik antara lokasi nyababkeun reureuh pangiriman, anu ngajantenkeun sababaraha manufaktur di lokasi logis.
"Sanaos prosedur perakitan sareng pangelasan parantos direncanakeun sateuacanna di Oakland, kaayaan lokasi anu saleresna meryogikeun kapinteran adaptif ti sadayana," saur Silva. "Sareng staf serikat pekerja leres-leres saé."
Salila sababaraha bulan mimiti, rutinitas sapopoé MTH nyaéta nangtukeun naon anu diperyogikeun pikeun padamelan sadinten sareng kumaha cara anu pangsaéna pikeun ngadamel sababaraha komponén pikeun ngadegkeun subframe, ogé sababaraha struts, "shock absorbers," panangan, pasak, sareng pin. Tongkat pogo diperyogikeun pikeun nyiptakeun sistem siding samentawis, saur Er.
"Ieu mangrupikeun prosés anu terus-terusan pikeun ngarancang sareng ngadamel barang-barang sacara instan supados barang-barang tiasa langsung dioperasikeun sareng dugi ka lokasi gancang-gancang. Kami nyéépkeun seueur waktos pikeun milah-milah naon anu kami gaduh, ngarancang ulang sareng ngarancang ulang dina sababaraha kasus, teras ngadamel bagian-bagian anu diperyogikeun."
"Sacara harfiah, urang bakal ngagaduhan 10 barang dina dinten Salasa anu kedah dikirimkeun di tempat dina dinten Rebo," saur Hill. "Aya seueur lembur sareng seueur padamelan toko anu dilakukeun di tengah wengi."
"Kira-kira 75 persén komponén suspénsi papan dijieun atanapi dirobih di lapangan," saur Cerny. "Aya kalana kami damel 24 jam sadinten. Abdi bakal aya di toko dugi ka jam 2, jam 3 énjing, sareng abdi bakal uih ka bumi jam 5:30 énjing kanggo mandi sareng mésér bahan-bahanna, masih baseuh."
Sistem gantung samentawis MTH pikeun ngarakit wadahna diwangun ku pegas, penyangga, sareng kabel. Sadaya sambungan antara pelat dibaut samentawis. "Janten sakumna struktur disambungkeun sacara mékanis, digantung ti jero, nganggo 304 rangka," saur Cerny.
Aranjeunna mimitian ku kubah di dasar patung omhalus – "pusar pusar". Kubah éta digantung tina rangka nganggo sistem pendukung pegas gantung opat titik samentawis anu diwangun ku gantungan, kabel, sareng pegas. Cerny nyarios yén pegas éta nyayogikeun "méré sareng nampi" sabab langkung seueur papan anu ditambihkeun. Pegas teras disaluyukeun deui dumasar kana beurat anu ditambihkeun ku unggal pelat pikeun ngabantosan ngimbangan sakumna patung.
Masing-masing tina 168 papan gaduh sistem pangrojong pegas gantung opat titik nyalira, janten éta dirojong sacara individual nalika dipasang. "Ideuna nyaéta ulah kaleuleuwihi nekenkeun salah sahiji sambungan sabab sambungan éta dipasang babarengan pikeun ngahontal celah 0/0," saur Cerny. "Upami papan nabrak papan di handapna, éta tiasa nyababkeun tekuk sareng masalah sanésna."
Salaku bukti akurasi padamelan PSI, perakitanna saé pisan kalayan sakedik celah. "PSI parantos ngalakukeun padamelan anu saé pisan dina ngadamel panel," saur Cerny. "Kuring masihan aranjeunna sadayana kiridit sabab dina tungtungna, éta leres-leres pas. Fitout na saé pisan, anu saé pisan pikeun kuring. Urang ngobrol, sacara harfiah sapersaréwu inci. Pelat ieu ngahijikeun sisi anu katutup."
"Nalika aranjeunna parantos ngarengsekeun perakitanna, seueur jalmi anu nganggap éta parantos réngsé," saur Silva, sanés ngan ukur kusabab jahitanna pageuh, tapi ogé kusabab bagian-bagian anu parantos dirakit sapinuhna, kalayan pelat anu dipoles kalayan eunteung, parantos dianggo pikeun ngagambarkeun sakurilingna. Tapi jahitan butt katingali, raksa cair teu gaduh jahitan. Salaku tambahan, patung éta masih kedah dilas sapinuhna pikeun ngajaga integritas strukturalna pikeun generasi ka hareup, saur Silva.
Réngséna pangwangunan Cloud Gate kudu ditunda nalika bubuka taman dina usum gugur taun 2004, jadi omhalus jadi GTAW langsung, jeung éta lumangsung salila sababaraha bulan.
"Anjeun tiasa ningali bintik-bintik coklat leutik, nyaéta sambungan solder TIG di sakitar sakabéh struktur," saur Cerny. "Kami mimiti ngawangun deui ténda dina bulan Januari."
"Tangtangan manufaktur utama salajengna pikeun proyék ieu nyaéta ngelas sambungan tanpa kaleungitan akurasi bentuk kusabab deformasi susut pengelasan," saur Silva.
Las plasma nyadiakeun kakuatan sareng kaku anu diperyogikeun kalayan résiko minimal pikeun papan, saur Cerny. Campuran 98% argon/2% hélium paling saé pikeun ngirangan pangotoran sareng ningkatkeun fusi.
Tukang las ngagunakeun téknik las plasma liang konci ngagunakeun sumber daya Thermal Arc® sareng rakitan traktor sareng obor khusus anu dikembangkeun sareng dianggo ku PSI.