Anish Kapoor se visie vir die Cloud Gate-beeldhouwerk in Chicago se Millennium Park is dat dit soos vloeibare kwik lyk en die omliggende stad naatloos weerspieël. Om hierdie naatloosheid te bereik, is 'n arbeid van liefde.
“Wat ek in Millennium Park wou doen, was om iets te maak wat in die Chicago-skyline sou pas ... sodat mense die wolke daarin sou sien dryf en daardie baie hoë geboue in die werk weerspieël. Dan, as gevolg van die vorm in die deur, sal die deelnemer, die gehoor, hierdie baie diep kamer kan binnegaan, op 'n manier wat dit dieselfde doen aan die weerkaatsing van 'n persoon as wat die buitekant van die werk doen aan die weerkaatsing van die omliggende stadsdinge.” – wêreldbekende Britse kunstenaar Anish Kapoor, Cloud Gate-beeldhouer
As mens na die kalm oppervlak van hierdie monumentale vlekvrye staalbeeldhouwerk kyk, is dit moeilik om te raai hoeveel metaal en moed onder die oppervlak lê. Cloud Gate verberg die stories van meer as 100 metaalvervaardigers, snyers, sweisers, trimmers, ingenieurs, tegnici, ysterwerkers, installeerders en bestuurders – alles oor vyf jaar.
Baie het oortyd gewerk, werkswinkelwerk in die middel van die nag gedoen, op die perseel gekamp en in temperature van 110 grade in volle Tyvek®-pakke en halfmasker-asemhalingsapparate geswoeg. Sommige werk in posisies teen swaartekrag, hang aan veiligheidsgordels terwyl hulle gereedskap vashou en op gladde hellings werk. Alles gaan 'n bietjie (en veel verder) om die onmoontlike moontlik te maak.
Die versterking van beeldhouer Anish Kapoor se konsep van eteriese swewende wolke in 'n 110-ton, 66-voet lange, 33-voet hoë vlekvrye staalbeeldhouwerk was die taak van die vervaardigingsmaatskappy Performance Structures Inc. (PSI), Oakland, CA, en MTH, Villa Park, IL. Met sy 120ste bestaansjaar is MTH een van die oudste argitektoniese metaal- en glasstrukturele ontwerpkontrakteurs in die Chicago-gebied.
Die vereistes vir die verwesenliking van die projek sal die artistieke uitvoering, vindingrykheid, meganiese vaardighede en vervaardigingskundigheid van beide maatskappye benut. Hulle het toerusting vir die projek op maat gemaak en selfs gebou.
Sommige van die projek se uitdagings spruit uit die vreemd geboë vorm – 'n kolletjie of 'n omgekeerde naeltjie – en sommige uit die blote grootte daarvan. Die beeldhouwerke is deur twee verskillende maatskappye op verskillende plekke duisende kilometers uitmekaar gebou, wat probleme met vervoer en werkstyle veroorsaak. Baie prosesse wat in die veld gedoen moet word, is moeilik om in 'n werkswinkelomgewing te doen, wat nog te sê in die veld. Baie probleme ontstaan ​​bloot omdat so 'n struktuur nog nooit tevore geskep is nie. Dus, geen verwysing, geen bloudruk, geen padkaart nie.
Ethan Silva van PSI het uitgebreide ondervinding in dopkonstruksie, aanvanklik op skepe en later in ander kunsprojekte, en het gekwalifiseer vir unieke dopkonstruksietake. Anish Kapoor het fisika- en kunsgegradueerdes gevra om 'n klein model te verskaf.
“So ek het 'n 2 x 3 meter monster gemaak, 'n baie gladde, geboë, gepoleerde stuk, en hy het gesê: 'O, jy het dit gedoen, jy is die enigste een wat dit gedoen het,' want hy het twee jaar lank gesoek na die . Kry iemand om dit te doen,” het Silva gesê.
Die oorspronklike plan was dat PSI die beeldhouwerk volledig sou vervaardig en bou, en dan die hele stuk suid van die Stille Oseaan, deur die Panamakanaal, noord langs die Atlantiese Oseaan, en langs die St. Lawrence-seeweg na 'n hawe aan die Michiganmeer sou verskeep, volgens Edward Uhlir, uitvoerende direkteur van Millennium Park Inc. Volgens die verklaring sal 'n spesiaal ontwerpte vervoerbandstelsel dit na Millennium Park vervoer. Tydsbeperkings en praktiese aspekte het hierdie planne gedwing om te verander. Daarom moes die geboë panele vir vervoer gestut word en met vragmotors na Chicago vervoer word, waar MTH die onderbou en bobou sou aanmekaarsit, en die panele aan die bobou sou koppel.
Die afwerking en polering van die Cloud Gate se sweislasse vir 'n naatlose voorkoms was een van die moeilikste aspekte van die veldinstallasie- en monteringstaak. Die 12-stap proses eindig met 'n verhelderende rouge soortgelyk aan juwelierspolitoer.
“So ons het basies vir omtrent drie jaar aan daardie projek gewerk en hierdie onderdele gemaak,” het Silva gesê. “Dis ’n moeilike werk. Baie van daardie tyd word bestee om uit te vind hoe om dit te doen en die besonderhede uit te werk; jy weet, net om dit te vervolmaak. Die manier waarop ons rekenaartegnologie en goeie outydse metaalbewerking gebruik, is smee- en lugvaarttegnologie-kombinasie.”
Dit is moeilik om iets so groot en swaar met presisie te maak, het hy gesê. Die grootste plate was gemiddeld 7 voet breed by 11 voet lank en het 1 500 pond geweeg.
“Om al die CAD-werk te doen en die werklike werkswinkeltekeninge vir die werk te skep, is eintlik 'n groot projek op sigself,” sê Silva. “Ons gebruik rekenaartegnologie om die plate te meet en hul vorm en kromming akkuraat te bepaal sodat hulle korrek bymekaar pas.
“Ons het rekenaarmodellering gedoen en dit toe opgedeel,” het Silva gesê. “Ek het my ervaring met dopkonstruksie gebruik, en ek het 'n paar idees gehad oor hoe om die vorms te segmenteer om die naatlyne te laat werk sodat ons die beste kwaliteit resultate kon kry.”
Sommige plate is vierkantig, sommige is sirkelvormig. Hoe nader hulle aan 'n steil oorgang is, hoe meer sirkelvormig is hulle, en hoe groter is die radiale oorgang. Aan die bokant is hulle platter en groter.
Plasma sny 1/4- tot 3/8-duim-dik 316L vlekvrye staal, wat op sy eie sterk genoeg is, sê Silva. "Die werklike uitdaging is om die groot plate tot 'n voldoende presiese kromming te kry. Dit word gedoen deur die ribstelselraam vir elke plaat baie presies te vorm en te vervaardig. Op hierdie manier kan ons die vorm van elke plaat presies definieer."
Die planke word op 3D-rollers gerol wat PSI spesifiek ontwerp en vervaardig het vir die rol van hierdie planke (sien Figuur 1). "Dis soort van 'n neef van die Britse rollers. Ons rol hulle met 'n tegniek soortgelyk aan hoe spatborde gemaak word," het Silva gesê. Buig elke paneel deur dit heen en weer op rollers te beweeg, en pas die druk op die rollers aan totdat die panele binne 0.01 duim van die verlangde grootte is. Die hoë presisie wat vereis word, maak dit moeilik om velle glad te vorm, het hy gesê.
Die sweiser naai dan die vloeimiddelkern aan die binneste ribstelselstruktuur vas. “Na my mening is vloeimiddelkern regtig 'n goeie manier om strukturele sweislasse in vlekvrye staal te skep,” verduidelik Silva. “Dit gee jou hoëgehalte-sweislasse met 'n sterk fokus op produksie en lyk fantasties.”
Die hele oppervlaktes van die planke word met die hand geslyp en masjiengemaal om hulle tot die verlangde duisendste van 'n duim akkuraatheid te sny sodat hulle almal bymekaar pas (sien Figuur 2). Kontroleer afmetings met presisie-meet- en laserskandeertoerusting. Laastens word die plaat tot 'n spieëlafwerking gepoleer en met 'n beskermende film bedek.
Ongeveer een derde van die panele, saam met die basis en interne struktuur, is in die proefmontering opgerig voordat die panele vanaf Auckland verskeep is (sien Figure 3 en 4). Ons het die gevelbekledingsprosedure beplan en 'n paar naatsweiswerk op 'n paar klein planke gedoen om hulle aan mekaar te verbind. "Toe ons dit in Chicago aanmekaargesit het, het ons geweet dit sou pas," het Silva gesê.
Temperatuur, tyd en vragmotorvibrasie kan veroorsaak dat die gerolde plaat loskom. Die geribde rooster is nie net ontwerp om die styfheid van die bord te verhoog nie, maar ook om die vorm van die bord tydens vervoer te behou.
Daarom, met die versterkingsgaas aan die binnekant, word die plaat hittebehandel en afgekoel om materiaalspanning te verlig. Om skade tydens vervoer verder te voorkom, word wiegies vir elke plaat gemaak, wat dan ongeveer vier op 'n slag op houers gelaai word.
Die houers is toe in halfafgewerkte produkte gelaai, omtrent vier op 'n slag, en met PSI-spanne na Chicago gestuur vir installasie met MTH-spanne. Een is die logistieke persoon wat die vervoer koördineer, en die ander is die toesighouer in die tegniese area. Hy werk daagliks saam met MTH-personeel en help om nuwe tegnologieë te ontwikkel soos nodig. "Hy was natuurlik 'n baie kritieke deel van die proses," het Silva gesê.
Lyle Hill, president van MTH, het gesê MTH Industries is aanvanklik getaak om die eteriese beeldhouwerk aan die grond vas te maak en die bostruktuur te installeer, dan die plate daaraan te sweis en die finale skuur en polering te doen, met vergunning van PSI se tegniese leiding. Die voltooiing van die beeldhouwerk beteken 'n balans tussen kuns en praktiese aspekte; teorie en werklikheid; vereiste tyd en geskeduleerde tyd.
Lou Cerny, MTH se visepresident van ingenieurswese en projekbestuurder, het gesê wat hom interesseer omtrent die projek, is die uniekheid daarvan. “Sover ons weet, is daar dinge aan die gang met hierdie spesifieke projek wat nog nooit tevore gedoen is nie, of nog nooit regtig tevore oorweeg is nie,” het Cerny gesê.
Maar om aan 'n eerste-van-sy-soort werk te werk, vereis buigsame vindingrykheid op die perseel om onvoorsiene uitdagings die hoof te bied en vrae te beantwoord wat ontstaan ​​soos die werk vorder:
Hoe pas jy 128 motorgrootte vlekvrye staalpanele aan 'n permanente bostruktuur terwyl jy dit met kinderhandskoene hanteer? Hoe sweis jy 'n reuse boogvormige boontjie sonder om daarop staat te maak? Hoe om 'n lasnaad binne te dring sonder om van binne af te kan sweis? Hoe om 'n perfekte spieëlafwerking vir vlekvrye staallasse in 'n veldomgewing te verkry? Wat sal gebeur as weerlig dit tref?
Die eerste teken dat dit 'n buitengewoon moeilike projek sou wees, het Cerny gesê, was toe konstruksie en installasie van die 30 000-pond toerusting begin het. Die staalstruktuur wat die beeldhouwerk ondersteun.
Terwyl die sinkryke strukturele staal wat deur PSI verskaf is om die onderboubasis te monteer relatief eenvoudig was om te vervaardig, was die onderbouterrein half oor die restaurant en half oor die parkeerterrein geleë, elk op 'n ander hoogte.
“So die onderstruktuur is soort van vrydraend en wankelrig,” het Cerny gesê. “Waar ons baie van hierdie staal gesit het, insluitend aan die begin van die plaatwerk self, moes ons eintlik die kraan in 'n 5-voet-gat laat inry.”
Cerny het gesê hulle het 'n hoogs gesofistikeerde ankerstelsel gebruik, insluitend 'n meganiese voorbelastingstelsel, soortgelyk aan die tipe goed wat in steenkoolmynbou gebruik word, en 'n paar chemiese ankers. Sodra die onderstruktuur van die staalstruktuur in die beton vasgemaak is, is dit nodig om 'n bostruktuur te bou waaraan die dop vasgemaak sal word.
“Ons het die dakspantstelsel begin installeer met behulp van twee groot vervaardigde 304 vlekvrye staal O-ringe—een aan die noordekant van die struktuur en een aan die suidekant,” sê Cerny (sien Figuur 3). Die ringe word bymekaar gehou deur kruis-oor-kruis buiskappe. Die ringkern-subraam word in dele gebou en in situ vasgebout met behulp van GMAW- en staafsweis- en gesweisde verstewigings.
“So daar is ’n groot bobou wat niemand nog ooit gesien het nie; dis streng gesproke vir strukturele raamwerk,” het Cerny gesê.
Ten spyte van die beste pogings om al die vereiste komponente vir die Auckland-projek te ontwerp, te vervaardig, te vervaardig en te installeer, is hierdie beeldhouwerk ongekend en om nuwe paaie te breek, kom altyd met brame en skrape. Net so is die kombinasie van een maatskappy se vervaardigingskonsep met 'n ander s'n nie so eenvoudig soos om die aflosstokkie oor te dra nie. Boonop het die fisiese afstand tussen terreine afleweringsvertragings veroorsaak, wat sommige vervaardiging op die perseel logies gemaak het.
“Terwyl die monteer- en sweisprosedures vooraf in Oakland beplan is, het die werklike terreintoestande aanpasbare vindingrykheid van almal vereis,” het Silva gesê. “En die vakbondpersoneel is regtig wonderlik.”
Gedurende die eerste paar maande was MTH se daaglikse roetine om te bepaal wat die dag se werk behels het en hoe om die beste van die komponente vir die oprigting van die subraam te vervaardig, asook 'n paar stutte, "skokbrekers", arms, penne en penne. Die pogo-stokke was nodig om 'n tydelike sylynstelsel te skep, het Er gesê.
“Dis ’n deurlopende proses van ontwerp en vervaardiging aan die gang om dinge aan die gang te hou en hulle vinnig by die perseel te kry. Ons spandeer baie tyd om deur te sorteer wat ons het, herontwerp en herontwerp in sommige gevalle, en vervaardig dan die vereiste onderdele.”
“Letterlik gaan ons Dinsdag 10 goed hê wat ons Woensdag op die perseel moet aflewer,” het Hill gesê. “Daar is baie oortyd en baie winkelwerk wat in die middel van die nag gedoen word.”
“Ongeveer 75 persent van die bordveringkomponente word in die veld vervaardig of gewysig,” het Cerny gesê. “’n Paar keer het ons letterlik ’n 24-uur-dag opgemaak. Ek sou tot 2, 3 vm. in die winkel wees, en ek sou huis toe gaan om te stort, om 5:30 vm. optel, en steeds nat word.”
Die tydelike ophangstelsel MTH vir die montering van die behuising bestaan ​​uit vere, stutte en kabels. Alle verbindings tussen die plate word tydelik aanmekaar vasgebout. "Dus is die hele struktuur meganies verbind, van binne af opgehang, met 304 spante," het Cerny gesê.
Hulle begin met die koepel aan die basis van die omhalus-beeldhouwerk – "die naeltjie van die naeltjie". Die koepel is aan die dakkappe opgehang met behulp van 'n tydelike vierpunt-veerondersteuningstelsel wat uit hangers, kabels en vere bestaan. Cerny het gesê die veer bied 'n "gee en neem" soos meer planke bygevoeg word. Die vere word dan heraangepas op grond van die gewig wat deur elke plaat bygevoeg word om die hele beeldhouwerk te help balanseer.
Elk van die 168 borde het sy eie vierpunt-veerondersteuningstelsel, sodat dit individueel ondersteun word wanneer dit in plek is. "Die idee is om nie enige van die gewrigte te oorbeklemtoon nie, want daardie gewrigte word saamgevoeg om 'n 0/0-gaping te verkry," het Cerny gesê. "As 'n bord die bord daaronder tref, kan dit knik en ander probleme veroorsaak."
As bewys van die akkuraatheid van PSI se werk, is die montering baie goed met min gapings. “PSI het fantastiese werk gedoen om die panele te maak,” sê Cerny. “Ek gee hulle al die krediet, want uiteindelik het dit regtig gepas. Die pasvorm is regtig mooi, wat wonderlik vir my is. Ons praat letterlik duisendstes van 'n duim. Die plaat word op 'n geslote rand aanmekaar geplaas.”
“Wanneer hulle klaar is met die montering, dink baie mense dis klaar,” het Silva gesê, nie net omdat die nate styf is nie, maar omdat die volledig gemonteerde dele, en die hoogs gepoleerde spieëlafwerkingplate, in werking getree het om die omgewing te weerspieël. Maar stompnate is sigbaar, vloeibare kwik het geen nate nie. Boonop moes die beeldhouwerk steeds volledig gesweis word om sy strukturele integriteit vir toekomstige geslagte te behou, het Silva gesê.
Die voltooiing van Cloud Gate moes tydens die park se groot opening in die herfs van 2004 opgeskort word, so omhalus was 'n lewendige GTAW, en dit het vir 'n paar maande aangehou.
“Jy kan klein bruin kolletjies sien, wat TIG-solderinglasse rondom die hele struktuur is,” het Cerny gesê. “Ons het in Januarie met die herbou van die tente begin.”
“Die volgende groot vervaardigingsuitdaging vir hierdie projek was om die naat te sweis sonder om vormakkuraatheid te verloor as gevolg van krimpvervorming van die sweiswerk,” het Silva gesê.
Plasmasweising bied die vereiste sterkte en styfheid met minimale risiko vir die plaat, het Cerny gesê. 'n Mengsel van 98% argon/2% helium werk die beste om vervuiling te verminder en smelting te verbeter.
Sweisers gebruik sleutelgatplasmasweistegnieke met behulp van Thermal Arc®-kragbronne en spesiale trekker- en fakkelsamestellings wat deur PSI ontwikkel en gebruik word.