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 í Millennium Park var að hafa sjóndeildarhring Chicago með … svo fólk gæti séð skýin svífa í honum og þessar mjög háu byggingar speglast í verkinu. Og þar sem það er í laginu eins og hurð, mun þátttakandinn, áhorfandinn, geta gengið inn í þetta mjög djúpa herbergi, sem á vissan hátt gerir það sama við speglun manneskju, eins og útlit verksins gerir við speglun borgarinnar í kring.“ — Heimsfrægur breskur listamaður. Anish Kapoor, myndhöggvari Cloud Gate.
Þegar litið er á kyrrlátt yfirborð þessarar stórkostlegu skúlptúrs úr ryðfríu stáli er erfitt að giska á hversu mikið málmur og hugrekki leynist undir yfirborðinu. Cloud Gate felur í sér sögur yfir 100 málmsmiða, skera, suðumenn, snyrtara, verkfræðinga, tæknimanna, málmiðnaðarmanna, uppsetningarmanna og stjórnenda – yfir öll fimm árin.
Margir vinna langan vinnudag, vinna í verkstæðum um miðja nótt, tjalda á byggingarsvæði og vinna í 43°C hita í fullum Tyvek®-galla 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 skrokksmíði, fyrst á skipum og síðar í öðrum listaverkefnum, og er hæfur til að framkvæma einstök verkefni í skrokksmíði. Anish Kapoor bað útskrifaðan eðlisfræði- og listnema um að útvega lítið líkan.
„Svo ég bjó til 2m x 3m sýnishorn, mjög slétt og sveigð og fægð stykki, og hann sagði: 'Ó, þú gerðir það, þú ert sá eini sem gerðir það' því hann hefur verið að leita í tvö ár að einhverjum til að gera það,“ sagði Silva.
Upphaflega áætlunin var að PSI myndi smíða og byggja skúlptúrinn í heild sinni og síðan flytja verkið suður um Kyrrahafið, gegnum Panamaskurðinn, norður meðfram Atlantshafinu og meðfram St. Lawrence-siglingaleiðinni til hafnar við Michiganvatn, að sögn Edwards Ulir, forstjóra Millennium Park Inc. Samkvæmt yfirlýsingunni mun sérhannað færibandakerfi flytja verkið til Millennium Park. Tímatakmarkanir og hagkvæmni neyddu þessar áætlanir til að breytast. Því þurfti að tryggja bogadregnu spjöldin til flutnings og flytja þau með vörubíl 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 hluta tommu til að passa saman (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.
Samkvæmt Lyle Hill, forseta MTH, var MTH Industries upphaflega falið að festa himnesku skúlptúrinn við jörðina og setja upp yfirbygginguna, síðan sjóða plötur við hann og slípa og fægja að lokum. 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 aldrei verið skoðaðir áður,“ sagði Cerny.
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 á að suða risastóran bogalaga baun án þess að reiða sig á hana? Hvernig get ég farið í gegnum suðu án þess að geta suðið innan frá? Hvernig á að ná fullkomnu 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 smíði, var pallurinn fyrir undirbygginguna 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 skiptast. Undirgrind hringkjarnans er skorin í þversniði og boltuð á sinn stað með GMAW, suðujárni og suðustyrkjum.
„Þannig að þar er stór yfirbygging sem enginn hefur nokkurn tímann séð; hún er eingöngu fyrir burðargrindina,“ sagði Czerny.
Þrátt fyrir bestu viðleitni við hönnun, verkfræði, smíði og uppsetningu allra nauðsynlegra íhluta 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 fjarlægð milli staða töfum á afhendingu, sem gerði það rökrétt að framleiða eitthvað af þessu á staðnum.
„Þó að samsetningar- og suðuferlið hafi verið skipulagt fyrirfram í Auckland, þá kröfðust aðstæður á staðnum þess að allir væru skapandi,“ sagði Silva. „Og starfsfólk verkalýðsfélagsins er alveg frábært.“
Fyrstu mánuðina var daglegt starf MTH að ákvarða hvað dagsins verk fól í sér og hvernig best væri að smíða nokkra af samsetningarhlutum undirgrindarinnar, svo og nokkra stuðninga, „dempara“, arma, pinna og bolta. Er sagði að pogo-stöngur væru nauðsynlegar til að búa til tímabundið klæðningarkerfi.
„Þetta er stöðugt hönnunar- og framleiðsluferli sem heldur hlutunum gangandi og kemur þeim fljótt á vettvang. Við eyðum miklum tíma í að flokka það sem við höfum, í sumum tilfellum endurhönnun og endurhönnun, og svo framleiðum við 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 að nóttu og klukkan hálf fimm fór ég heim til að fara í sturtu og sækja hráefnin, enn 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 hvert fyrir sig á sínum stað. „Hugmyndin er að ofmeta ekki neina liði því þessi liði eru sett saman til að ná 0/0 brot,“ sagði Cerny. „Ef borðið lendir í borðinu fyrir neðan getur það leitt til aflögunar og annarra vandamála.“
Sem vitnisburður um nákvæmni PSI er smíðin mjög góð með litlum leik. „PSI stóð sig frábærlega með spjöldin,“ segir Czerny. „Ég gef þeim heiðurinn því að lokum passar hann virkilega vel. Passformin er mjög góð og hún er frábær fyrir mig. Við erum bókstaflega að tala um þúsundasta úr tommu.“
„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.