Sýn Anish Kapoor fyrir skúlptúrinn Cloud Gate í Millennium Park í Chicago er að hann líkist fljótandi kvikasilfri og endurspegli mjúklega umlykjandi borgina. Að ná þessari heild er ástfangin vinna.
„Það sem ég vildi gera með Millennium Park var að fella sjóndeildarhring Chicago inn í hann ... svo fólk gæti séð skýin svífa í honum og þessar háu byggingar speglast í verkinu. Þar sem það er í laginu eins og hurð, mun þátttakandinn, áhorfandinn, geta gengið inn í þetta djúpa herbergi, sem á vissan hátt virkar á eigin speglun á sama hátt og útlit verksins virkar á speglun borgarinnar í kring.“ – heimsfrægi breski listamaðurinn Anish Kapoor, myndhöggvari Skýjahliðsins.
Þegar litið er á kyrrlátt yfirborð þessarar stórkostlegu skúlptúrs úr ryðfríu stáli er erfitt að giska á hversu mikill málmur og hugrekki leynist undir yfirborðinu. Cloud Gate felur í sér sögur yfir 100 málmsmiða, skera, suðumanna, snyrtinga, verkfræðinga, tæknimanna, uppsetningarmanna, búnaðarsmiða og stjórnenda – yfir 5 ár í smíðum.
Margir unnu langan vinnudag, unnu í verkstæðum um miðja nótt, tjölduðu á byggingarsvæði og strituðu í 43°C hita í fullum Tyvek®-fötum og hálfgrímum. Sumir vinna gegn þyngdaraflinu, hanga í beisli, halda á verkfærum og vinna á hálum brekkum. Allt fer smám saman (og miklu lengra) til að gera hið ómögulega mögulegt.
Það var verkefni Performance Structures Inc. (PSI) í Oakland í Kaliforníu og MTH. Villa Park í Illinois að þróa hugmynd myndhöggvarans Anish Kapoor um himneskar, fljótandi ský í 110 tonna, 20 metra langa og 9 metra háa skúlptúr úr ryðfríu stáli. MTH fagnar 120 ára afmæli sínu og er einn elsti verktaki í stál- og glerbyggingum á Chicago-svæðinu.
Kröfur um framkvæmd verkefnisins munu ráðast af listrænni frammistöðu, hugviti, vélafærni og framleiðsluþekkingu beggja fyrirtækja. Þau sérsmíða og jafnvel smíða búnað fyrir verkefnið.
Sum vandamál verkefnisins stafa af undarlega sveigðri lögun þess – punkti eða hvolfi – og önnur af stærð þess. Höggmyndirnar voru smíðaðar af tveimur mismunandi fyrirtækjum á mismunandi stöðum þúsundum kílómetra í sundur, sem skapar vandamál með flutninga og vinnubrögð. Mörg ferli sem þarf að framkvæma á vettvangi eru erfið í verksmiðju, hvað þá úti á vettvangi. Miklir erfiðleikarnir stafa einfaldlega af því að slík uppbygging hefur aldrei verið búin til áður. Þannig að engin tenging, engin áætlun, engin vegvísir.
Ethan Silva frá PSI hefur mikla reynslu af smíði skipaskrokka, fyrst á skipum og síðar í öðrum listverkefnum, og er hæfur til að framkvæma einstök verkefni í smíði skipaskrokka. Anish Kapoor bað útskrifaða í eðlisfræði og listum um að útvega lítið líkan.
„Svo ég bjó til 2 x 3 metra sýnishorn, mjög slétt og sveigð og slípað verk, og hann sagði: „Ó, þú gerðir það, þú ert sá eini sem gerði það,“ því hann hefur verið að leita í tvö ár. Að finna einhvern sem gerir það, myndi duga,“ sagði Silva.
Upphaflega áætlunin var að PSI myndi smíða og byggja skúlptúrinn í heild sinni og síðan flytja allt verkið suður um Kyrrahafið, gegnum Panamaskurðinn, norður meðfram Atlantshafinu og meðfram St. Lawrence-siglingaleiðinni til hafnar við Michiganvatn. Edward Ulir, forstjóri Millennium Park Inc. Samkvæmt yfirlýsingunni mun sérhannað færibandakerfi flytja hann til Millennium Park. Tímatakmarkanir og hagkvæmni neyddu þessar áætlanir til að breytast. Því þurfti að tryggja bogadregnu spjöldin til flutnings og flytja þau með flutningabíl til Chicago, þar sem MTH setti saman undirbygginguna og yfirbygginguna og tengdi spjöldin við yfirbygginguna.
Að klára og pússa suðuna á Cloud Gate til að gefa þeim samfellda áferð var einn erfiðasti þátturinn í uppsetningu og samsetningu á staðnum. 12 þrepa ferlinu er lokið með því að bera á bjartari kinnalit, svipað og skartgripapúss.
„Í grundvallaratriðum unnum við að þessu verkefni í um þrjú ár að smíða þessa hluti,“ sagði Silva. „Þetta er erfitt verk. Það tekur mikinn tíma að finna út hvernig á að gera þetta og vinna úr smáatriðunum; þú veist, bara að fullkomna það. Leiðin sem við notum tölvutækni og góða gamla málmvinnslu er sambland af smíði og geimferðatækni.“
Samkvæmt honum er erfitt að búa til eitthvað svona stórt og þungt með mikilli nákvæmni. Stærstu hellurnar voru að meðaltali 2,1 metrar á breidd og 3,6 metrar á lengd og vógu 600 kg.
„Að vinna allt CAD-vinnuna og búa til raunverulegar teikningar fyrir verkið er stórt verkefni út af fyrir sig,“ segir Silva. „Við notum tölvutækni til að mæla plöturnar og meta nákvæmlega lögun þeirra og sveigju svo þær passi rétt saman.“
„Við gerðum tölvuhermun og skiptum því svo niður,“ sagði Silva. „Ég notaði reynslu mína af skeljasmíði og fékk nokkrar hugmyndir um hvernig ætti að skipta formunum í sundur svo að samskeytin myndu virka og við gætum fengið bestu mögulegu niðurstöður.“
Sumar plötur eru ferkantaðar, aðrar eru bökulaga. Því nær sem þær eru skörpum stefnumótum, því meira eru þær bökulaga og því stærri er radíus geislamótanna. Í efri hlutanum eru þær flatari og stærri.
Plasmavélin sker 60 til 12 mm þykkt 316L ryðfrítt stál, segir Silva, sem er nógu sterkt eitt og sér. „Hin raunverulega áskorun er að gefa risastóru plötunum nokkuð nákvæma sveigju. Þetta er gert með mjög nákvæmri mótun og smíði á ramma rifakerfisins fyrir hverja plötu. Á þennan hátt getum við ákvarðað lögun hverrar plötu nákvæmlega.“
Plöturnar eru rúllaðar á þrívíddarvalsum sem PSI hefur hannað og framleitt sérstaklega fyrir rúllun þessara platna (sjá mynd 1). „Þetta er eins konar frændi bresku valsanna. Við rúllum þeim með sömu tækni og vængirnir,“ sagði Silva. Beygjum hverja plötu með því að færa hana fram og til baka á valsunum og stillum þrýstinginn á rúllurnar þar til spjöldin eru innan við 0,01 tommu frá æskilegri stærð. Samkvæmt honum gerir nauðsynleg mikil nákvæmni það erfitt að móta plötur slétt.
Suðumaðurinn suðar síðan flúxkjarnavírinn við uppbyggingu innra rifjaðra kerfisins. „Að mínu mati er flúxkjarnavír mjög frábær leið til að búa til suðusamstæður úr ryðfríu stáli,“ útskýrir Silva. „Þetta gefur þér hágæða suðusamstæður með áherslu á framleiðslu og frábært útlit.“
Allar yfirborðsplötur eru handslípaðar og fræstar í vél til að skera þær niður í þúsundasta tommu til að passa hver við aðra (sjá mynd 2). Staðfestið mál með nákvæmum mæli- og leysigeislaskannabúnaði. Að lokum er platan pússuð í spegilglæra áferð og þakin hlífðarfilmu.
Um þriðjungur spjaldanna, ásamt botni og innri burðarvirki, var settur saman í prufusamsetningu áður en spjöldin voru send frá Auckland (sjá myndir 3 og 4). Við skipulögðum ferlið við að setja þau saman og saumuðu nokkrar litlar plötur til að tengja þær saman. „Þegar við settum þetta saman í Chicago vissum við að það myndi passa,“ sagði Silva.
Hiti, tími og titringur vagnsins geta valdið því að rúllaðar plötur losni. Rifjuðu grindurnar eru ekki aðeins hannaðar til að auka stífleika plötunnar heldur einnig til að viðhalda lögun hennar meðan á flutningi stendur.
Þess vegna, þegar styrkingarnetið er inni í því, er platan hitameðhöndluð og kæld til að létta á álagi efnisins. Til að koma í veg fyrir skemmdir í flutningi eru vaggar gerðar fyrir hvern disk og síðan settir í ílát, um það bil fjórir í einu.
Gámarnir voru síðan hlaðnir hálfkláruðum vörum, um fjórum í einu, og sendir til Chicago með PSI-liðum til uppsetningar hjá MTH-liðum. Annar þeirra er flutningsfræðingur sem samhæfir flutningana og hinn er yfirmaður á tæknisviðinu. Hann vinnur daglega með starfsfólki MTH og aðstoðar við þróun nýrrar tækni eftir þörfum. „Að sjálfsögðu var hann mjög mikilvægur hluti af ferlinu,“ sagði Silva.
Lyle Hill, forseti MTH, sagði að MTH Industries hafi upphaflega verið falið að festa himnesku skúlptúrinn við jörðina og setja upp yfirbygginguna, síðan suða plötur á hann og framkvæma lokaslípun og pússun, að gjöf frá PSI Technical Management. Skúlptúr felur í sér jafnvægi milli listar og hagnýtingar, kenningar og veruleika, nauðsynlegs tíma og áætlaðs tíma.
Lou Czerny, varaforseti verkfræðideildar MTH og verkefnastjóri, sagði að hann hefði áhuga á einstöku verkefninu. „Að því er við best vitum eru hlutir að gerast í þessu tiltekna verkefni sem aldrei hafa verið gerðir áður eða hafa aldrei verið skoðaðir áður,“ sagði Czerny.
En að vinna að verki sem er einstakt sinnar tegundar krefst sveigjanlegrar hugvitsemi á staðnum til að takast á við ófyrirséð vandamál og svara spurningum sem koma upp á leiðinni:
Hvernig festir maður 128 bílstórar ryðfríu stálplötur við fasta yfirbyggingu með barnahanska? Hvernig lóðar maður risastóra bogalaga baun án þess að reiða sig á hana? Hvernig get ég suðað í gegnum suðu án þess að geta suðað innan frá? Hvernig fæ ég fullkomna spegilmynd af suðu úr ryðfríu stáli á vettvangi? Hvað gerist ef elding lendir í honum?
Czerny sagði að fyrstu vísbendingar um að þetta yrði óvenju flókið verkefni hefðu verið þegar smíði og uppsetning á 15.000 kílóa búnaðinum hófst. Stálgrind sem ber uppi skúlptúrinn.
Þótt hásinkstálið sem PSI útvegaði til að setja saman grunn undirbyggingarinnar væri tiltölulega auðvelt í framleiðslu, var pallur undirbyggingarinnar helmingur fyrir ofan veitingastaðinn og helmingur fyrir ofan bílastæðið, hvor á mismunandi hæð.
„Þannig að grunnurinn er svolítið útdraganlegur og óstöðugur,“ sagði Czerny. „Þar sem við settum mikið af þessu stáli, þar á meðal í upphafi hellunnar sjálfrar, þurftum við í raun að þvinga kranann ofan í 1,5 metra djúpt gat.“
Czerny sagði að þeir hefðu notað mjög háþróað akkeriskerfi, þar á meðal vélrænt forspennukerfi svipað og notað er í kolanámum og sum efnaakkeri. Þegar grunnur stálvirkisins er festur í steinsteypu þarf að byggja yfirbyggingu sem skelin verður fest við.
„Við byrjuðum að setja upp burðargrindarkerfið með því að nota tvo stóra smíðaða o-hringi úr 304 ryðfríu stáli — annan við norðurenda mannvirkisins og hinn við suðurenda,“ segir Czerny (sjá mynd 3). Hringirnir eru festir með skurðpíplum sem skerast. Undirgrind hringkjarnans er skorin í þversniði og boltuð á sinn stað með GMAW, suðu og suðustyrkjum.
„Þannig að það er svo stór yfirbygging sem enginn hefur nokkurn tímann séð; hún er eingöngu fyrir burðargrindina,“ sagði Czerny.
Þrátt fyrir ítrustu viðleitni til að hanna, hanna, framleiða og setja upp alla nauðsynlega íhluti fyrir verkefnið í Auckland, er þessi skúlptúr fordæmalaus og nýjum leiðum fylgja alltaf rispur og ójöfnur. Á sama hátt er ekki eins auðvelt að para framleiðsluhugmynd eins fyrirtækis við annað og að færa staf af stað. Þar að auki olli fjarlægðin milli staða töfum á afhendingu, sem gerði það rökrétt að framleiða á staðnum.
„Þó að samsetningar- og suðuferlið hafi verið skipulagt fyrirfram í Auckland, þá kröfðust raunverulegra aðstæðna á staðnum þess að allir væru skapandi,“ sagði Silva. „Og starfsfólk verkalýðsfélagsins er alveg frábært.“
Fyrstu mánuðina var það daglegt starf hjá MTH að ákvarða hvað dagsins verk fól í sér og hvernig best væri að smíða suma af samsetningarhlutum undirgrindarinnar, sem og suma af fjöðrunum, „dempurum“, armum, pinnum og naggum. Samkvæmt Ayr þarf pogo-staura til að búa til tímabundið klæðningarkerfi.
„Þetta er stöðugt hönnunar- og framleiðsluferli til að halda hlutunum gangandi og komast fljótt á vettvang. Við eyðum miklum tíma í að flokka það sem við höfum, í sumum tilfellum endurhanna og endurhanna, og framleiða síðan þá hluti sem við þurfum.“
„Á þriðjudaginn verðum við bókstaflega með 10 hluti sem við þurfum að afhenda á staðinn á miðvikudaginn,“ sagði Hill. „Við höfum mikla yfirvinnu og mikið verk unnið í versluninni um miðja nótt.“
„Um 75 prósent af íhlutum hliðarfjöðrunar eru framleiddir eða breyttir á vettvangi,“ sagði Czerny. „Nokkur sinnum bættum við bókstaflega upp fyrir 24 tíma vinnudag. Ég var í búðinni til klukkan tvö, þrjú um nóttina og fór heim í sturtu, sótti klukkan hálf fimm og varð samt blautur.“
Bráðabirgðafjöðrunarkerfið frá MTN, sem notað er til að setja saman skrokkinn, samanstendur af fjöðrum, stöngum og vírum. Öll samskeyti milli platnanna eru fest tímabundið með boltum. „Þannig er öll uppbyggingin vélrænt tengd, hengd innan frá á 304 sperrum,“ sagði Czerny.
Þeir byrja frá hvelfingunni við botn omgala-skúlptúrsins – „nafla naflans“. Hvelfingin var hengd upp á sperrurnar með því að nota tímabundið fjögurra punkta stuðningskerfi fyrir fjaðrir, sem samanstóð af hengjum, köðlum og fjöðrum. Czerny sagði að fjöðrin veitti „hopp“ þegar fleiri borðum er bætt við. Fjaðrirnar eru síðan stilltar út frá þyngd hverrar plötu til að halda öllu skúlptúrnum í jafnvægi.
Hvert af 168 borðunum hefur sitt eigið fjögurra punkta fjöðrunarkerfi þannig að það er stutt sérstaklega á sínum stað. „Hugmyndin er að ofmeta ekki neina liði því þessir liðir eru settir saman til að ná 0/0 bili,“ sagði Cerny. „Ef borðið lendir í borðinu fyrir neðan getur það leitt til aflögunar og annarra vandamála.“
Sem vitnisburður um nákvæmni PSI er samsetningin mjög góð, með litlu leikatriði. „PSI hefur gert frábært starf við að smíða spjöldin,“ segir Czerny. „Ég gef þeim heiðurinn af því að að lokum passar hann virkilega vel. Passformin er svo góð að hún passar mér. Við erum bókstaflega að tala um þúsundasta úr tommu. Samsetta platan hefur lokaða brún.“
„Þegar þeir eru búnir að setja saman halda margir að þeir séu búnir,“ sagði Silva, ekki aðeins vegna þess að saumarnir eru þröngir, heldur vegna þess að fullsamsettu hlutar, með gljáfægðum spegilfrágangi, komu til sögunnar og endurspegluðu umhverfi hans. En saumarnir á botninum eru sýnilegir, fljótandi kvikasilfur hefur enga sauma. Að auki þurfti að suða skúlptúrinn að fullu til að varðveita burðarþol hans fyrir komandi kynslóðir, sagði Silva.
Færslugerð Skýjahliðsins þurfti að fresta á meðan garðurinn var opnaður haustið 2004, þannig að omhalus varð lifandi GTAW og þetta stóð yfir í nokkra mánuði.
„Það má sjá litla brúna bletti allan hringinn, sem eru TIG-lóðtengingar,“ sagði Czerny. „Við byrjuðum að gera upp tjöldin í janúar.“
„Næsta stóra framleiðsluáskorunin fyrir þetta verkefni var að suða saum án þess að missa nákvæmni í lögun vegna suðurýrnunar,“ sagði Silva.
Samkvæmt Czerny veitir plasmasuðu nauðsynlegan styrk og stífleika með lágmarksáhættu fyrir plötuna. Blöndu af 98% argoni og 2% helíum er best til að draga úr mengun og bæta samruna.
Suðumenn nota lykilgatsplasmasuðutækni með því að nota Thermal Arc® aflgjafa og sérstaka dráttarvél og brennara sem PSI hefur hannað og notað.