Tầm nhìn của Anish Kapoor về tác phẩm điêu khắc Cloud Gate tại Công viên Thiên niên kỷ Chicago là nó giống như thủy ngân lỏng, phản chiếu thành phố xung quanh một cách mượt mà. Đạt được sự toàn vẹn này là một công trình của tình yêu.
“Những gì tôi muốn làm với Công viên Thiên niên kỷ là đưa đường chân trời của Chicago vào… để mọi người có thể nhìn thấy những đám mây trôi nổi trong đó và những tòa nhà rất cao này phản chiếu trong tác phẩm. , người tham gia, người xem sẽ có thể bước vào căn phòng rất sâu này, theo một nghĩa nào đó, nó hoạt động trên sự phản chiếu của chính nó theo cùng cách mà vẻ ngoài của tác phẩm hoạt động trên sự phản chiếu của thành phố xung quanh,” nghệ sĩ người Anh nổi tiếng thế giới. Anish Kapoor, nhà điêu khắc Cổng Mây
Nhìn vào bề mặt tĩnh lặng của tác phẩm điêu khắc bằng thép không gỉ đồ sộ này, thật khó để đoán được có bao nhiêu kim loại và lòng dũng cảm ẩn dưới bề mặt của nó. Cloud Gate ẩn chứa những câu chuyện của hơn 100 nhà chế tạo kim loại, thợ cắt, thợ hàn, thợ cắt tỉa, kỹ sư, kỹ thuật viên, thợ lắp ráp, thợ lắp ráp và quản lý – trong hơn 5 năm thực hiện.
Nhiều người làm việc nhiều giờ, làm việc trong xưởng vào giữa đêm, dựng lều trên công trường xây dựng và làm việc quần quật trong nhiệt độ 110 độ trong bộ đồ Tyvek® toàn thân và mặt nạ nửa mặt. Một số người làm việc chống lại trọng lực, treo mình trên dây an toàn, cầm dụng cụ và làm việc trên những con dốc trơn trượt. Mọi thứ đều diễn ra một chút (và vượt xa hơn thế nữa) để biến điều không thể thành có thể.
Việc đúc khuôn ý tưởng của nhà điêu khắc Anish Kapoor về một đám mây trôi bồng bềnh trên không thành một tác phẩm điêu khắc bằng thép không gỉ nặng 110 tấn, dài 66 foot, cao 33 foot là nhiệm vụ của Performance Structures Inc., một công ty sản xuất. (PSI), Oakland, California và MTH, Villa. Park, Illinois. Với kỷ niệm 120 năm thành lập, MTH là một trong những nhà thầu kết cấu thép và kính lâu đời nhất tại khu vực Chicago.
Các yêu cầu để thực hiện dự án sẽ phụ thuộc vào hiệu suất nghệ thuật, sự khéo léo, kỹ năng cơ khí và bí quyết sản xuất của cả hai công ty. Chúng là thiết bị được chế tạo riêng và thậm chí được chế tạo riêng cho dự án.
Một số vấn đề của dự án bắt nguồn từ hình dạng cong kỳ lạ của nó – một chấm tròn hoặc rốn lộn ngược – và một số vấn đề bắt nguồn từ kích thước khổng lồ của nó. Các tác phẩm điêu khắc được xây dựng bởi hai công ty khác nhau ở các địa điểm khác nhau cách nhau hàng nghìn dặm, tạo ra các vấn đề về vận chuyển và phong cách làm việc. Nhiều quy trình phải thực hiện tại hiện trường rất khó thực hiện trên sàn xưởng, chưa nói đến thực tế. Khó khăn lớn nảy sinh chỉ đơn giản vì một cấu trúc như vậy chưa từng được tạo ra trước đây. Vì vậy, không có liên kết, không có kế hoạch, không có lộ trình.
Ethan Silva của PSI có nhiều kinh nghiệm trong việc đóng thân tàu, đầu tiên là trên tàu và sau đó là các dự án nghệ thuật khác, và đủ điều kiện để thực hiện các nhiệm vụ đóng thân tàu độc đáo. Anish Kapoor đã yêu cầu các sinh viên tốt nghiệp ngành vật lý và nghệ thuật cung cấp một mô hình nhỏ.
“Vì vậy, tôi đã tạo ra một mẫu vật 2 x 3 mét, một mảnh cong thực sự nhẵn bóng, và anh ấy nói, 'Ồ, anh đã làm được, anh là người duy nhất làm được,' bởi vì anh ấy đã tìm kiếm trong hai năm. Hãy tìm một người sẽ làm được,” Silva nói.
Kế hoạch ban đầu là PSI sẽ chế tạo và xây dựng toàn bộ tác phẩm điêu khắc, sau đó vận chuyển toàn bộ tác phẩm về phía nam Thái Bình Dương qua Kênh đào Panama và về phía bắc dọc theo Đại Tây Dương và Đường biển St. Lawrence đến một cảng trên Hồ Michigan. Edward Ulir, Tổng giám đốc điều hành của Millennium Park Inc. Theo tuyên bố, một hệ thống băng tải được thiết kế đặc biệt sẽ đưa ông đến Millennium Park. Những hạn chế về thời gian và tính thực tế đã buộc những kế hoạch này phải thay đổi. Do đó, các tấm cong phải được cố định để vận chuyển và chở bằng xe tải đến Chicago, nơi MTH lắp ráp phần kết cấu phụ và phần kết cấu thượng tầng, và kết nối các tấm với phần kết cấu thượng tầng.
Hoàn thiện và đánh bóng các mối hàn Cloud Gate để tạo cho chúng vẻ ngoài liền mạch là một trong những khía cạnh khó khăn nhất của quá trình lắp đặt và lắp ráp tại chỗ. Quy trình 12 bước được hoàn thành bằng cách áp dụng một lớp phấn má hồng sáng, tương tự như đánh bóng đồ trang sức.
“Về cơ bản, chúng tôi đã làm việc cho dự án này trong khoảng ba năm để tạo ra những bộ phận này,” Silva nói. “Đây là công việc khó khăn. Phải mất rất nhiều thời gian để tìm ra cách thực hiện và hoàn thiện các chi tiết; bạn biết đấy, chỉ để hoàn thiện. Cách chúng tôi sử dụng công nghệ máy tính và gia công kim loại cũ là sự kết hợp giữa công nghệ rèn và công nghệ hàng không vũ trụ.”
Ông cho biết rất khó để tạo ra thứ gì đó to và nặng như vậy với độ chính xác cao. Những phiến đá lớn nhất có chiều rộng trung bình là 7 feet và chiều dài là 11 feet và nặng 1.500 pound.
Silva cho biết: "Thực hiện tất cả công việc CAD và tạo bản vẽ thực tế cho công việc là một dự án lớn". "Chúng tôi sử dụng công nghệ máy tính để đo các tấm và đánh giá chính xác hình dạng và độ cong của chúng để chúng khớp với nhau một cách chính xác.
“Chúng tôi đã thực hiện mô phỏng trên máy tính và sau đó chia nhỏ nó ra,” Silva cho biết. “Tôi đã sử dụng kinh nghiệm của mình trong việc chế tạo vỏ và tôi có một số ý tưởng về cách phân đoạn các hình dạng sao cho các đường nối hoạt động để chúng tôi có thể có được kết quả chất lượng tốt nhất.”
Một số tấm có hình vuông, một số có hình tròn. Càng gần điểm chuyển tiếp sắc nét, chúng càng có hình tròn và bán kính của điểm chuyển tiếp xuyên tâm càng lớn. Ở phần trên, chúng phẳng hơn và lớn hơn.
Silva cho biết plasma cắt thép không gỉ 316L dày từ 1/4 đến 3/8 inch, loại thép này tự nó đã đủ cứng. “Thách thức thực sự là tạo cho các tấm lớn độ cong khá chính xác. Điều này được thực hiện bằng cách định hình và chế tạo rất chính xác khung của hệ thống xương sườn cho từng tấm. Theo cách này, chúng tôi có thể xác định chính xác hình dạng của từng tấm.”
Các tấm ván được cán trên các con lăn 3D mà PSI đã thiết kế và sản xuất riêng để cán các tấm ván này (xem hình 1). Silva cho biết “Nó giống như một người anh em họ của các con lăn Anh. Chúng tôi cán chúng bằng cùng công nghệ với cánh”. Uốn cong từng tấm ván bằng cách di chuyển nó qua lại trên các con lăn, điều chỉnh áp lực trên các con lăn cho đến khi các tấm ván cách kích thước mong muốn trong vòng 0,01″. Theo ông, độ chính xác cao cần thiết khiến việc tạo thành các tấm ván một cách trơn tru trở nên khó khăn.
Sau đó, thợ hàn hàn dây lõi thuốc vào cấu trúc của hệ thống gân bên trong. Silva giải thích: “Theo tôi, dây lõi thuốc là một cách thực sự tuyệt vời để tạo ra mối hàn kết cấu thép không gỉ”. “Điều này mang lại cho bạn mối hàn chất lượng cao, tập trung vào sản xuất và vẻ ngoài tuyệt vời”.
Tất cả các bề mặt ván được chà nhám bằng tay và phay trên máy để cắt chúng thành phần nghìn inch sao cho vừa khít với nhau (xem hình 2). Xác minh kích thước bằng thiết bị đo chính xác và quét laser. Cuối cùng, tấm ván được đánh bóng đến độ bóng như gương và phủ một lớp màng bảo vệ.
Khoảng một phần ba số tấm, cùng với đế và cấu trúc bên trong, đã được lắp ráp trong một cụm thử nghiệm trước khi các tấm được vận chuyển từ Auckland (xem hình 3 và 4). Lên kế hoạch cho quy trình đóng ván và hàn nối một số tấm ván nhỏ để ghép chúng lại với nhau. Silva cho biết: “Vì vậy, khi chúng tôi lắp ráp nó ở Chicago, chúng tôi biết nó sẽ vừa khít”.
Nhiệt độ, thời gian và độ rung của xe đẩy có thể khiến tấm cuộn bị lỏng. Lưới có gân được thiết kế không chỉ để tăng độ cứng của tấm ván mà còn để duy trì hình dạng của tấm ván trong quá trình vận chuyển.
Do đó, khi lưới gia cố ở bên trong, tấm được xử lý nhiệt và làm mát để giảm ứng suất vật liệu. Để ngăn ngừa hư hỏng trong quá trình vận chuyển, các giá đỡ được làm cho mỗi đĩa và sau đó được đưa vào các thùng chứa, khoảng bốn cái một lần.
Các container sau đó được chất đầy các sản phẩm bán thành phẩm, mỗi lần khoảng bốn sản phẩm, và được gửi đến Chicago cùng với các đội PSI để lắp đặt cùng với các đội MTH. Một trong số họ là một chuyên gia hậu cần điều phối việc vận chuyển, và người kia là một giám sát viên trong lĩnh vực kỹ thuật. Anh ấy làm việc hàng ngày với đội ngũ MTH và giúp phát triển các công nghệ mới khi cần thiết. "Tất nhiên, anh ấy là một phần rất quan trọng của quá trình này", Silva nói.
Lyle Hill, Chủ tịch MTH, cho biết MTH Industries ban đầu được giao nhiệm vụ neo tác phẩm điêu khắc thanh thoát này xuống đất và lắp đặt phần kết cấu thượng tầng, sau đó hàn các tấm vào và thực hiện công đoạn chà nhám và đánh bóng cuối cùng, do PSI Technical Management đảm nhiệm. Điêu khắc đòi hỏi sự cân bằng giữa nghệ thuật và tính thực tiễn, lý thuyết và thực tế, thời gian cần thiết và thời gian dự kiến.
Lou Czerny, phó chủ tịch kỹ thuật và quản lý dự án của MTH, cho biết ông quan tâm đến tính độc đáo của dự án. "Theo hiểu biết của chúng tôi, có những điều đang diễn ra trong dự án cụ thể này mà chưa từng được thực hiện hoặc chưa từng được cân nhắc trước đây", Cerny cho biết.
Nhưng để thực hiện một tác phẩm đầu tiên đòi hỏi sự sáng tạo linh hoạt tại chỗ để giải quyết các vấn đề không lường trước và trả lời những câu hỏi phát sinh trong quá trình thực hiện:
Làm thế nào để gắn 128 tấm thép không gỉ cỡ ô tô vào một kết cấu thượng tầng cố định trong khi đeo găng tay trẻ em? Làm thế nào để hàn một hạt đậu hình vòng cung khổng lồ mà không cần dựa vào nó? Làm thế nào để tôi có thể xuyên qua một mối hàn mà không thể hàn từ bên trong? Làm thế nào để đạt được lớp hoàn thiện gương hoàn hảo của các mối hàn thép không gỉ tại hiện trường? Điều gì sẽ xảy ra nếu anh ta bị sét đánh?
Czerny cho biết dấu hiệu đầu tiên cho thấy đây sẽ là một dự án cực kỳ phức tạp là khi việc xây dựng và lắp đặt thiết bị nặng 30.000 pound bắt đầu. Cấu trúc thép hỗ trợ tác phẩm điêu khắc.
Mặc dù kết cấu thép kẽm cao do PSI cung cấp để lắp ráp phần đế của kết cấu phụ tương đối dễ chế tạo, nhưng nền của kết cấu phụ lại được đặt một nửa phía trên nhà hàng và một nửa phía trên bãi đậu xe, mỗi bên ở một độ cao khác nhau.
“Vì vậy, phần đế có dạng nhô ra và lắc lư,” Czerny nói. “Nơi chúng tôi đặt nhiều thép này, bao gồm cả phần đầu của bản sàn, chúng tôi thực sự phải đẩy cần cẩu vào một lỗ sâu 5 feet.”
Czerny cho biết họ đã sử dụng một hệ thống neo rất tinh vi, bao gồm một hệ thống căng trước cơ học tương tự như hệ thống được sử dụng trong khai thác than và một số neo hóa học. Sau khi phần đế của kết cấu thép được neo trong bê tông, phải xây dựng một kết cấu thượng tầng mà vỏ sẽ được gắn vào.
“Chúng tôi bắt đầu lắp đặt hệ thống giàn bằng cách sử dụng hai vòng đệm chữ O bằng thép không gỉ 304 chế tạo lớn—một ở đầu phía bắc của kết cấu và một ở đầu phía nam,” Czerny cho biết (xem Hình 3). Các vòng đệm được cố định bằng các giàn ống giao nhau. Khung phụ lõi vòng đệm được cắt thành từng phần và bu lông cố định tại chỗ bằng cách sử dụng GMAW, hàn que và các thanh gia cố hàn.
“Vì vậy, có một kiến ​​trúc thượng tầng lớn mà chưa ai từng nhìn thấy; nó hoàn toàn dành cho khung kết cấu”, Czerny cho biết.
Mặc dù đã nỗ lực hết sức để thiết kế, chế tạo, sản xuất và lắp đặt tất cả các thành phần cần thiết cho dự án Auckland, tác phẩm điêu khắc này là chưa từng có và những con đường mới luôn đi kèm với những gờ và vết xước. Tương tự như vậy, việc kết hợp khái niệm sản xuất của một công ty với một công ty khác không dễ dàng như việc trao quyền. Ngoài ra, khoảng cách vật lý giữa các địa điểm gây ra sự chậm trễ trong việc giao hàng, khiến việc sản xuất tại địa điểm trở nên hợp lý.
Silva cho biết: “Mặc dù các quy trình lắp ráp và hàn đã được lên kế hoạch trước tại Auckland, nhưng điều kiện thực tế tại công trường đòi hỏi mọi người phải sáng tạo”. “Và đội ngũ nhân viên công đoàn thực sự tuyệt vời”.
Trong vài tháng đầu, công việc hàng ngày của MTH là xác định công việc trong ngày bao gồm những gì và cách chế tạo tốt nhất một số thành phần lắp ráp khung phụ, cũng như một số thanh chống, "giảm xóc", tay đòn, chốt và chốt. Er cho biết cần có thanh pogo để tạo ra hệ thống ốp tạm thời.
“Đó là một quá trình thiết kế và sản xuất liên tục để mọi thứ diễn ra suôn sẻ và nhanh chóng đưa sản phẩm ra thực địa. Chúng tôi dành nhiều thời gian để phân loại những gì mình có, trong một số trường hợp là thiết kế lại và thiết kế lại, sau đó sản xuất các bộ phận cần thiết.
“Theo nghĩa đen, vào thứ Ba, chúng tôi sẽ có 10 thứ phải giao đến nơi vào thứ Tư,” Hill nói. “Chúng tôi có rất nhiều công việc tăng ca và rất nhiều công việc trong cửa hàng được thực hiện vào giữa đêm.”
“Khoảng 75 phần trăm các thành phần hệ thống treo của tủ phụ được sản xuất hoặc sửa đổi tại chỗ,” Czerny cho biết. “Có một vài lần chúng tôi thực sự phải làm việc 24 giờ một ngày. Tôi ở trong cửa hàng cho đến 2, 3 giờ sáng và về nhà để tắm, lấy đồ lúc 5:30 và vẫn bị ướt.”
Hệ thống treo tạm thời MTN để lắp ráp thân tàu bao gồm lò xo, thanh chống và cáp. Tất cả các mối nối giữa các tấm được bu lông tạm thời với nhau. "Vì vậy, toàn bộ cấu trúc được kết nối cơ học, treo từ bên trong trên các giàn 304", Czerny cho biết.
Họ bắt đầu từ mái vòm ở chân tác phẩm điêu khắc omgala – “rốn của rốn”. Mái vòm được treo từ các giàn bằng hệ thống hỗ trợ lò xo treo bốn điểm tạm thời, bao gồm móc treo, cáp và lò xo. Czerny cho biết lò xo cung cấp “độ nảy” khi thêm nhiều tấm ván hơn. Sau đó, các lò xo được điều chỉnh dựa trên trọng lượng được thêm vào bởi mỗi tấm để cân bằng toàn bộ tác phẩm điêu khắc.
Mỗi tấm ván trong số 168 tấm ván đều có hệ thống hỗ trợ treo lò xo bốn điểm riêng nên được hỗ trợ riêng tại chỗ. Cerny cho biết: "Ý tưởng là không đánh giá quá cao bất kỳ mối nối nào vì các mối nối đó được ghép lại với nhau để đạt được khoảng cách 0/0". "Nếu tấm ván chạm vào tấm ván bên dưới, nó có thể dẫn đến cong vênh và các vấn đề khác".
Như một minh chứng cho độ chính xác của PSI, việc lắp ráp rất tốt với rất ít sự dịch chuyển. “PSI đã làm một công việc tuyệt vời khi chế tạo các tấm pin,” Czerny nói. “Tôi đánh giá cao họ vì cuối cùng, họ thực sự phù hợp. Thiết bị thực sự tốt, đối với tôi, điều đó thật tuyệt vời. Chúng ta đang nói về nghĩa đen là phần nghìn inch. Tấm pin lắp ráp có một cạnh khép kín.”
Silva cho biết, "Khi họ hoàn thành việc lắp ráp, nhiều người nghĩ rằng nó đã hoàn thành", không chỉ vì các đường nối khít mà còn vì các bộ phận lắp ráp hoàn chỉnh và các tấm đánh bóng gương được đưa vào sử dụng để phản chiếu môi trường xung quanh. Nhưng các đường nối mông có thể nhìn thấy được, thủy ngân lỏng không có đường nối. Ngoài ra, tác phẩm điêu khắc phải được hàn hoàn toàn để bảo toàn tính toàn vẹn về mặt cấu trúc cho các thế hệ tương lai, Silva cho biết.
Việc hoàn thành Cổng Mây đã phải trì hoãn trong lễ khai trương công viên vào mùa thu năm 2004, vì vậy omhalus đã trở thành một GTAW sống, và điều này kéo dài trong nhiều tháng.
“Bạn có thể thấy những đốm nâu nhỏ xung quanh cấu trúc, đó là mối hàn TIG,” Czerny nói. “Chúng tôi bắt đầu khôi phục lều vào tháng 1.”
Silva cho biết: “Thách thức sản xuất lớn tiếp theo của dự án này là hàn một đường nối mà không làm mất độ chính xác về hình dạng do co ngót mối hàn”.
Theo Czerny, hàn plasma cung cấp độ bền và độ cứng cần thiết với rủi ro tối thiểu cho tấm kim loại. Hỗn hợp 98% argon và 2% heli là tốt nhất để giảm ô nhiễm và cải thiện phản ứng tổng hợp.
Thợ hàn sử dụng kỹ thuật hàn plasma lỗ khóa bằng nguồn điện Thermal Arc® và cụm máy kéo và mỏ hàn đặc biệt do PSI thiết kế và sử dụng.