A visione di Anish Kapoor per a scultura di Cloud Gate in u Millennium Park di Chicago hè chì s'assumiglia à u mercuriu liquidu, riflettendu senza soluzione di continuità a cità circundante. Ottenere sta fluidità hè un travagliu d'amore.
«Ciò chì vulia fà in Millennium Park era di fà qualcosa chì si adattassi à l'orizonte di Chicago... affinchì a ghjente pudessi vede e nuvole chì fluttuanu in questu è quelli edifici assai alti riflessi in l'opera. Dopu, per via di a so forma in a porta, u participante, u publicu, puderà entre in questa stanza assai prufonda, in un certu modu face a stessa cosa à u riflessu di una persona cum'è l'esternu di l'opera face à u riflessu di e cose di a cità circundante.» - artista britannicu di fama mundiale Anish Kapoor, scultore di Cloud Gate
Fighjendu a superficia calma di sta scultura munumentale in acciaio inox, hè difficiule d'induvinà quantu metallu è curaghju si trovanu sottu à a so superficia. Cloud Gate piatta e storie di più di 100 fabricatori di metalli, tagliatori, saldatori, rifinitori, ingegneri, tecnichi, ferrai, installatori è manager, tutti in cinque anni.
Molti travagliavanu ore straordinarie, facianu travaglii d'atelier in piena notte, campeggiavanu in situ è ​​travagliavanu à temperature di 110 gradi in tute Tyvek® cumplete è respiratori à mezza maschera. Certi travagliavanu in pusizioni contr'à a gravità, appesi à e cinture di sicurezza mentre tenenu arnesi è travagliendu nantu à pendii scivolosi. Tuttu và un pocu (è assai al di là) per rende pussibule l'impussibile.
Rinfurzà u cuncettu di nuvole eteree fluttuanti di u scultore Anish Kapoor in una scultura d'acciaio inox di 110 tunnellate, longa 66 piedi è alta 33 piedi hè statu u compitu di a sucietà produttrice Performance Structures Inc. (PSI), Oakland, CA, è MTH, Villa Park, IL. In occasione di u so 120esimu anniversariu, MTH hè unu di i più antichi appaltatori di cuncepimentu strutturale architettonicu in metallo è vetru in a zona di Chicago.
I requisiti per a realizazione di u prugettu si baseranu nantu à l'esecuzione artistica, l'ingegnosità, e cumpetenze meccaniche è u sapè fà di fabricazione di e duie cumpagnie. Anu persunalizatu è ancu custruitu attrezzature per u prugettu.
Certi di i sfidi di u prugettu venenu da a so forma stranamente curva - un puntu o un ombelicu invertitu - è altri da a so dimensione pura. E sculture sò state custruite da duie cumpagnie diverse in lochi diversi à migliaia di chilometri di distanza, creendu prublemi cù u trasportu è i stili di travagliu. Parechji prucessi chì devenu esse fatti in u campu sò difficiuli da fà in un ambiente di buttega, per ùn dì in u campu. Molte difficultà nascenu solu perchè una tale struttura ùn hè mai stata creata prima. Dunque, nisuna riferenza, nisun pianu, nisuna carta stradale.
Ethan Silva di PSI hà una vasta sperienza in a custruzzione di gusci, inizialmente nantu à e navi è dopu in altri prughjetti artistici, qualificata per compiti unichi di custruzzione di gusci. Anish Kapoor hà dumandatu à i laureati in fisica è arte di furnisce un picculu mudellu.
«Cusì aghju fattu un campione di 2 x 3 metri, un pezzu lucidatu curvatu veramente lisciu, è ellu hà dettu: "Oh, l'hai fattu, sì l'unicu chì l'hà fattu", perchè avia cercatu per dui anni qualchissia chì u facessi», hà dettu Silva.
U pianu uriginale era chì PSI fabrichessi è custruissessi cumpletamente a scultura, è dopu spediscessi l'intera opera à u sudu di l'Oceanu Pacificu, attraversu u Canale di Panama, à u nordu longu l'Oceanu Atlanticu, è longu a Via Marittima di u San Lorenzo finu à un portu nant'à u lavu Michigan, secondu Edward Uhlir, direttore esecutivu di Millennium Park Inc. Sicondu a dichjarazione, un sistema di trasportu appositamente cuncipitu a trasporterà à Millennium Park. I vincoli di tempu è a praticità anu furzatu sti piani à cambià. Dunque, i pannelli curvi anu avutu à esse preparati per u trasportu è trasportati in camion à Chicago, induve MTH avaria assemblatu a sottustruttura è a sovrastruttura, è cunnessu i pannelli à a sovrastruttura.
A finitura è a lucidatura di e saldature di a Porta di e Nuvole per un aspettu senza soluzione di continuità hè stata unu di l'aspetti più difficiuli di u compitu d'installazione è di assemblaggio in situ. U prucessu in 12 tappe finisce cù un rossu sbiancante simile à u lucidatore di ghjuvelliere.
«Cusì avemu travagliatu basicamente nantu à quellu prughjettu per circa trè anni, fabricendu ste parte», disse Silva. «Hè un travagliu difficiule. Una bona parte di quellu tempu hè passatu à capisce cumu fà è à elaborà i dettagli; sapete, solu à perfezziunallu. U modu in cui usemu a tecnulugia informatica è a bona vechja lavorazione di i metalli hè a cumbinazione di a tecnulugia di forgiatura è aerospaziale.»
Hè difficiule di fà qualcosa di cusì grande è pesante cun precisione, disse. I piatti più grandi eranu in media di 7 piedi di larghezza per 11 piedi di lunghezza è pisanu 1.500 libbre.
«Fà tuttu u travagliu CAD è creà i disegni di officina veri è propri per u travagliu hè in realtà un grande prughjettu in sè stessu», dice Silva. «Utilizemu a tecnulugia informatica per misurà e piastre è valutà accuratamente a so forma è curvatura in modu chì si adattinu currettamente.
«Avemu fattu a modellistica per computer è dopu l'avemu divisa», hà dettu Silva. «Aghju utilizatu a mo sperienza cù a custruzzione di gusci, è avia qualchì idea nantu à cumu segmentà e forme per fà chì e cuciture funzionanu in modu da pudè ottene risultati di a migliore qualità».
Certe placche sò quadrate, altre anu forma di torta. Più sò vicine à una transizione ripida, più sò in forma di torta, è più grande hè a transizione radiale. In cima, sò più piatte è più grande.
U plasma taglia l'acciaio inox 316L di spessore da 1/4 à 3/8 di pollice, chì hè abbastanza forte da per ellu, dice Silva. "A vera sfida hè di ottene una curvatura sufficientemente precisa per e lastre enormi. Questu si face furmendu è fabricendu u quadru di u sistema di costole per ogni lastra in modu assai precisu. In questu modu pudemu definisce precisamente a forma di ogni lastra".
I pannelli sò laminati nantu à rulli 3D chì PSI hà cuncipitu è ​​​​fabricatu specificamente per laminà questi pannelli (vede a Figura 1). "Hè una spezia di cuginu di i rulli britannichi. Li laminemu cù una tecnica simile à cumu si facenu i parafanghi ", disse Silva. Piegate ogni pannellu muvendulu avanti è indietro nantu à i rulli, aghjustendu a pressione nantu à i rulli finu à chì i pannelli sò à 0,01 pollici di a dimensione desiderata. L'alta precisione necessaria rende difficiule a furmazione di fogli senza intoppi, disse.
U saldatore cucisce tandu u core di flussu attaccatu à a struttura interna di u sistema di nervature. "À parè meiu, u core di flussu hè veramente un ottimu modu per creà saldature strutturali in acciaio inox", spiega Silva. "Vi dà saldature di alta qualità cù una forte attenzione à a pruduzzione è hà un bell'aspettu".
Tutte e superfici di e tavule sò rettificate à manu è fresate à macchina per tagliarle à a precisione desiderata di millesimi di pollice in modu chì si adattinu tutte (vede a Figura 2). Verificate e dimensioni cù apparecchiature di misurazione di precisione è di scansione laser. Infine, a piastra hè lucidata à una finitura a specchiu è cuperta cù una pellicola protettiva.
Circa un terzu di i pannelli, inseme cù a basa è a struttura interna, sò stati eretti in l'assemblea di prova prima chì i pannelli fussinu spediti da Auckland (vede e Figure 3 è 4). Avemu pianificatu a prucedura di rivestimentu è fattu qualchì saldatura di cucitura nantu à alcune piccule tavule per unisceli inseme. "Allora quandu l'avemu assemblatu in Chicago, sapemu chì si adattava", hà dettu Silva.
A temperatura, u tempu è e vibrazioni di u camion ponu fà chì a lamiera laminata si allenti. A griglia nervata ùn hè micca solu cuncipita per aumentà a rigidità di u pannellu, ma ancu per mantene a forma di u pannellu durante u trasportu.
Dunque, cù a maglia di rinforzu à l'internu, a piastra hè trattata termicamente è raffreddata per alleviare u stress di u materiale. Per prevene ulteriormente i danni durante u trasportu, si facenu culle per ogni piastra, chì sò poi caricate nantu à i contenitori, circa quattru à a volta.
I cuntenituri sò stati poi caricati in prudutti semi-finiti, circa quattru à a volta, è mandati à Chicago cù squadre PSI per l'installazione cù squadre MTH. Unu hè a persona di logistica chì coordina u trasportu, è l'altru hè u supervisore in l'area tecnica. Travaglia cù u persunale MTH ogni ghjornu è aiuta à sviluppà nuove tecnulugie secondu i bisogni. "Era benintesa una parte assai critica di u prucessu", hà dettu Silva.
Lyle Hill, presidente di MTH, hà dettu chì MTH Industries hè stata inizialmente incaricata di fissà a scultura eterea à a terra è di stallà a sovrastruttura, poi di saldà e lamiere è di dà a levigatura è a lucidatura finali, per cortesia di PSI Technical guidance. U cumpletamentu di a scultura significa un equilibriu trà arte è praticità; teoria è realtà; tempu necessariu è tempu previstu.
Lou Cerny, vicepresidente di l'ingegneria è direttore di prughjettu di MTH, hà dettu chì ciò chì l'interessa di u prughjettu hè a so unicità. "Per ciò chì sapemu, ci sò cose chì succedenu in questu prughjettu particulare chì ùn sò mai state fatte prima, o chì ùn sò mai state veramente cunsiderate prima", hà dettu Cerny.
Ma travaglià nant'à un impiegu unicu in u so generu richiede ingegnosità flessibile in situ per affruntà sfide impreviste è risponde à e dumande chì nascenu mentre u travagliu avanza:
Cumu si mettenu 128 pannelli d'acciaio inox di a dimensione di una vittura nantu à una sovrastruttura permanente mentre si manipulanu cù guanti di zitellu ? Cumu si salda un fagiolu gigante in forma d'arcu senza fidà si di questu ? Cumu penetrà una saldatura senza pudè saldà da l'internu ? Cumu ottene una finitura à specchiu perfetta per e saldature d'acciaio inox in un ambiente di campu ? Chì accadrà s'ellu hè colpitu da un fulmine ?
U primu segnu chì questu saria un prughjettu eccezziunale difficiule, disse Cerny, hè statu quandu a custruzzione è l'installazione anu cuminciatu nantu à l'attrezzatura di 30.000 libbre. A struttura d'acciaiu chì sustene a scultura.
Mentre chì l'acciaiu strutturale riccu di zincu furnitu da PSI per assemblà a basa di a sottustruttura era relativamente simplice da fabricà, u situ di a sottustruttura era situatu à metà sopra u ristorante è à metà sopra u parcheghju, ognunu à un'altezza diversa.
«Cusì a sottustruttura hè un pocu a sbalzo è traballante», disse Cerny. «Induve avemu messu assai di questu acciaio, ancu à l'iniziu di u travagliu di piastra stessu, avemu avutu à fà chì a grua si mettessi in un foru di 5 piedi».
Cerny hà dettu ch'elli anu utilizatu un sistema d'ancoraggio assai sofisticatu, cumpresu un sistema di precaricamentu meccanicu, simile à u tipu di materiale utilizatu in l'estrazione di carbone, è alcune ancore chimiche. Una volta chì a sottustruttura di a struttura d'acciaio hè fissata in u béton, hè necessariu custruisce una sovrastruttura à a quale serà attaccata a cunchiglia.
«Avemu cuminciatu à stallà u sistema di travature aduprendu dui grandi anelli O in acciaio inox 304 fabbricati, unu à l'estremità nord di a struttura è unu à l'estremità sud», dice Cerny (vede a Figura 3). L'anelli sò tenuti inseme da travature tubulari incruciate. U sottotelaio à core d'anellu hè custruitu in sezioni è imbullonatu in situ aduprendu saldature GMAW è à barre è rinforzi saldati.
«Cusì ci hè una grande sovrastruttura chì nimu hà mai vistu; hè strettamente per l'inquadramentu strutturale», disse Cerny.
Malgradu i migliori sforzi per cuncepisce, fabricà, fabricà è installà tutti i cumpunenti richiesti per u prughjettu d'Auckland, sta scultura hè senza precedenti è apre novi percorsi vene sempre cun sbavature è graffi. In listessu modu, cumminà u cuncettu di fabricazione di una sucietà cù quellu di un'altra ùn hè micca cusì simplice cum'è passà u testimone. Inoltre, a distanza fisica trà i siti hà causatu ritardi di consegna, ciò chì hà fattu chì una certa fabricazione in situ sia logica.
«Mentre chì e procedure di assemblaggio è di saldatura eranu pianificate in anticipu in Oakland, e cundizioni attuali di u situ anu necessitatu ingegnosità adattativa da tutti», hà dettu Silva. «È u persunale di u sindicatu hè veramente bravu.»
Durante i primi mesi, a rutina cutidiana di MTH era di determinà ciò chì implicava u travagliu di a ghjurnata è u megliu modu per fabricà alcuni di i cumpunenti per muntà u sottutelaiu, è ancu alcuni montanti, "ammortizzatori", bracci, picchetti è perni. I bastoni pogo necessarii per creà un sistema di rivestimentu temporaneo, disse Er.
"Hè un prucessu cuntinuu di cuncepimentu è fabricazione in tempu reale per mantene e cose in muvimentu è fà li ghjunghje rapidamente in situ. Passemu assai tempu à sorte ciò chì avemu, riprogettendu è riprogettendu in certi casi, è dopu fabbrichendu e parti necessarie."
«Litteralmente, averemu 10 cose u marti chì duvemu cunsignà in situ u mercuri», hà dettu Hill. «Ci hè assai ore straordinarie è assai travagliu in magazinu fattu in piena notte».
«Circa u 75% di i cumpunenti di suspensione di a tavola sò fabbricati o mudificati in u campu», hà dettu Cerny. «Un paru di volte, avemu letteralmente inventatu una ghjurnata di 24 ore. Era in u magazinu finu à 2, 3 ore di mane, è andava in casa per fà una duscia, ripigliava à 5:30 ore di mane, è mi bagnava sempre.»
U sistema di sospensione temporanea MTH per l'assemblaggio di l'alloghju hè custituitu da molle, puntoni è cavi. Tutti i giunti trà e piastre sò temporaneamente imbullonati inseme. "Cusì tutta a struttura hè cunnessa meccanicamente, sospesa da l'internu, cù 304 capriate", hà dettu Cerny.
Principianu cù a cupola à a basa di a scultura omhalus - "l'ombelicu di l'ombelicu". A cupola era suspesa da e capriate aduprendu un sistema di supportu di molla di sospensione temporanea à quattru punti custituitu da ganci, cavi è molle. Cerny hà dettu chì a molla furnisce un "da è piglia" mentre si aghjunghjenu più tavule. E molle sò poi riaggiustate in basa à u pesu aghjuntu da ogni piastra per aiutà à equilibrà tutta a scultura.
Ognuna di e 168 tavule hà u so propiu sistema di supportu di molla di sospensione à quattru punti, dunque hè supportata individualmente quandu hè in piazza. "L'idea hè di ùn mette in risaltu alcuna di e articulazioni perchè quelle articulazioni sò messe inseme per ottene un spaziu 0/0", hà dettu Cerny. "Se una tavola tocca a tavola sottu, pò causà deformazioni è altri prublemi".
Cum'è una prova di a precisione di u travagliu di PSI, l'assemblea hè assai bona cù pochi spazii. "PSI hà fattu un travagliu fantasticu per fà i pannelli", dice Cerny. "Li do tuttu u creditu perchè à a fine, si adattanu veramente. L'adattamentu hè veramente bellu, chì hè perfettu per mè. Parlemu letteralmente di millesimi di pollice. A piastra hè posta inseme. Ci hè un bordu chjusu".
«Quandu finiscenu l'assemblea, assai persone pensanu chì hè finita», disse Silva, micca solu perchè e cuciture sò strette, ma perchè e parti cumpletamente assemblate, è e piastre cù finitura à specchiu assai lucidate, sò entrate in ghjocu per riflette l'ambiente circostante. Ma e cuciture di testa sò visibili, u mercuriu liquidu ùn hà micca cuciture. Inoltre, a scultura duvia ancu esse cumpletamente saldata per mantene a so integrità strutturale per e generazioni future, disse Silva.
U cumpletamentu di Cloud Gate hè statu messu in pausa durante a grande apertura di u parcu in u vaghjimu di u 2004, dunque omhalus era un GTAW in diretta, è questu hè andatu avanti per uni pochi di mesi.
«Pudete vede piccule macchie marroni, chì sò giunti di saldatura TIG intornu à tutta a struttura», disse Cerny. «Avemu cuminciatu à ricustruisce e tende in ghjennaghju».
«A prossima sfida di fabricazione maiò per questu prughjettu era di saldà a cucitura senza perde a precisione di a forma per via di a deformazione di u ritiru di a saldatura», hà dettu Silva.
A saldatura à plasma furnisce a forza è a rigidità necessarie cù un risicu minimu per a lamina, hà dettu Cerny. Una mistura di 98% argon / 2% eliu funziona megliu per riduce l'incrostazioni è migliurà a fusione.
I saldatori utilizanu tecniche di saldatura à plasma à foru di serratura utilizendu fonti di alimentazione Thermal Arc® è gruppi speciali di trattori è torce sviluppati è utilizati da PSI.