아니시 카푸어는 시카고 밀레니엄 파크의 클라우드 게이트 조각품을 액체 수은과 유사하게 만들어 주변 도시를 완벽하게 반영하는 비전을 제시했습니다. 이러한 완벽함을 구현하는 것은 애정 어린 노력입니다.
"밀레니엄 파크에서 제가 하고 싶었던 것은 시카고 스카이라인에 어울리는 무언가를 만드는 것이었습니다. 사람들이 그 안에 떠다니는 구름과 작품에 비친 높은 빌딩들을 볼 수 있도록 말이죠. 그러면 문에 있는 형태 덕분에 참여자, 즉 관객은 이 매우 깊은 방에 들어갈 수 있을 겁니다. 마치 작품의 외부가 주변 도시 풍경의 반사에 비친 사람의 모습을 비추는 것과 같은 효과를 냅니다." - 세계적으로 유명한 영국 예술가 아니쉬 카푸어, 클라우드 게이트 조각가
이 기념비적인 스테인리스 스틸 조각품의 고요한 표면을 보면, 그 표면 아래에 얼마나 많은 금속과 용기가 숨겨져 있는지 짐작하기 어렵습니다.클라우드 게이트는 5년 이상에 걸쳐 100명 이상의 금속 제작자, 절단기, 용접공, 트리머, 엔지니어, 기술자, 철공, 설치자 및 관리자의 이야기를 숨깁니다.
많은 사람들이 초과 근무를 하고, 한밤중에 작업장에서 일하고, 현장에서 캠핑을 하고, Tyvek® 전신 보호복과 반면형 호흡기를 착용한 채 43도의 기온 속에서 고생했습니다. 어떤 사람들은 중력에 반하는 자세로 일하고, 도구를 든 채 안전벨트에 매달려 있거나 미끄러운 경사면에서 작업합니다. 불가능을 가능하게 하기 위해서는 모든 것이 조금씩(그리고 그 이상으로) 필요합니다.
조각가 아니시 카푸어의 공중에 떠다니는 구름이라는 개념을 무게 110톤, 길이 66피트, 높이 33피트의 스테인리스 스틸 조각으로 강화하는 작업은 캘리포니아주 오클랜드의 제조 회사인 Performance Structures Inc.(PSI)와 일리노이주 빌라파크의 MTH의 과업이었습니다. 창립 120주년을 맞은 MTH는 시카고 지역에서 가장 오래된 건축용 금속 및 유리 구조 설계 계약자 중 하나입니다.
이 프로젝트를 실현하기 위해서는 두 회사의 예술적 실행력, 독창성, 기계 기술 및 제조 노하우가 필요합니다. 그들은 이 프로젝트를 위해 장비를 맞춤 제작하고 심지어 제작하기도 했습니다.
이 프로젝트의 몇몇 과제는 이상하게 휘어진 모양(점이나 뒤집힌 배꼽)에서 비롯되고, 다른 과제는 엄청난 크기에서 비롯됩니다. 조각품은 수천 마일 떨어진 두 개의 다른 회사에서 제작되었기 때문에 운송 및 작업 스타일에 문제가 있었습니다. 현장에서 해야 하는 많은 공정은 작업장에서 하는 것이 어려운데, 현장에서 하는 것은 더욱 어렵습니다. 이런 구조물을 한 번도 만들어본 적이 없다는 이유만으로 많은 어려움이 발생합니다. 따라서 참고 자료도, 청사진도, 로드맵도 없습니다.
PSI의 이선 실바는 선박의 껍질 제작에 대한 풍부한 경험을 가지고 있으며, 나중에는 다른 예술 프로젝트에서도 경험을 쌓았고, 독특한 껍질 제작 작업에 적격을 갖추었습니다. 아니시 카푸어는 물리학과 미술 전공자들에게 작은 모형을 제공해 달라고 요청했습니다.
실바는 "그래서 저는 2 x 3m 크기의 샘플을 만들었어요. 정말 매끄럽고 곡선형의 광택이 나는 작품이었죠. 그러자 그가 '아, 당신이 했어요. 당신만이 할 수 있어요.'라고 말했어요. 그는 2년 동안 그 일을 해줄 사람을 찾고 있었거든요."라고 말했습니다.
밀레니엄 파크 주식회사의 전무이사인 에드워드 울리르에 따르면, 원래 계획은 PSI가 조각품을 완전히 제작하고 건설한 다음 태평양 남쪽으로 전체 작품을 운송하여 파나마 운하를 거쳐 대서양을 따라 북쪽으로, 세인트 로렌스 해로를 따라 미시간 호수의 항구까지 운반하는 것이었습니다. 성명에 따르면, 특별히 설계된 컨베이어 시스템을 통해 밀레니엄 파크로 운반될 예정입니다. 시간적 제약과 현실적 어려움으로 인해 이러한 계획이 변경되었습니다. 따라서 곡선 패널을 운송하기 위해 보강하고 시카고로 트럭으로 운반해야 했습니다. 시카고에서 MTH가 하부 구조와 상부 구조를 조립하고 패널을 상부 구조에 연결했습니다.
클라우드 게이트의 용접 부분을 매끄럽게 마무리하고 광택을 내는 작업은 현장 설치 및 조립 작업에서 가장 어려운 측면 중 하나였습니다. 12단계의 공정은 보석 광택제와 비슷한 광택이 나는 루즈로 마무리됩니다.
"그래서 저희는 이 부품들을 만들면서 기본적으로 약 3년 동안 그 프로젝트에 집중했습니다." 실바가 말했다. "힘든 작업이죠. 대부분의 시간은 어떻게 해야 할지 알아내고 세부 사항을 다듬는 데 쓰입니다. 아시다시피, 완벽하게 만드는 거죠. 저희는 컴퓨터 기술과 전통적인 금속 가공 기술을 단조와 항공우주 기술의 조합으로 활용합니다."
그는 이렇게 크고 무거운 것을 정밀하게 만드는 것은 어렵다고 말했습니다. 가장 큰 판은 평균 너비가 7피트, 길이가 11피트였고 무게는 1,500파운드였습니다.
실바는 "모든 CAD 작업을 수행하고 실제 작업 도면을 만드는 것 자체가 실제로 큰 프로젝트입니다."라고 말하며, "저희는 컴퓨터 기술을 사용하여 판을 측정하고 모양과 곡률을 정확하게 평가하여 올바르게 맞춥니다.
실바는 "우리는 컴퓨터 모델링을 한 후 그것을 분할했습니다."라고 말했습니다. "저는 껍질 제작에 대한 경험을 활용했고, 솔기선을 맞춰 모양을 분할하는 방법에 대한 몇 가지 아이디어를 얻었고, 이를 통해 최상의 품질의 결과를 얻을 수 있었습니다."
일부 판은 정사각형이고, 일부는 원형입니다. 가파른 전이부에 가까울수록, 판은 원형에 가까워지고, 방사형 전이부가 커집니다. 맨 위로 갈수록 판은 더 납작하고 커집니다.
실바는 "플라즈마는 그 자체로도 충분히 강한 1/4인치에서 3/8인치 두께의 316L 스테인리스 스틸을 절단합니다."라고 말합니다. "진짜 어려운 점은 거대한 슬래브를 충분히 정밀한 곡률로 만드는 것입니다. 이는 각 슬래브의 리브 시스템 프레임을 매우 정밀하게 형성하고 제작함으로써 가능합니다. 이렇게 하면 각 슬래브의 모양을 정확하게 정의할 수 있습니다."
보드는 PSI가 특별히 설계 및 제작한 3D 롤러에 롤링됩니다(그림 1 참조). "영국식 롤러와 비슷합니다. 펜더를 만드는 방식과 비슷한 기법으로 롤링합니다."라고 실바는 말했습니다. 각 패널을 롤러 위에서 앞뒤로 움직이면서 구부리고, 롤러에 가해지는 압력을 조절하여 원하는 크기와 0.01인치 이내가 되도록 합니다. 높은 정밀도가 요구되기 때문에 시트를 매끄럽게 성형하는 것이 어렵다고 그는 덧붙였습니다.
그런 다음 용접공은 플럭스 코어를 내부 리브 시스템 구조에 연결합니다.실바는 "제 생각에 플럭스 코어는 스테인리스강에 구조적 용접을 만드는 정말 좋은 방법입니다."라고 설명합니다. "생산에 중점을 두고 고품질 용접을 제공하며 보기에도 좋습니다."
보드의 전체 표면을 손으로 갈고 기계로 밀링하여 원하는 천분의 일 인치 정확도로 다듬은 다음 모두 맞춰 놓습니다(그림 2 참조). 정밀 측정 및 레이저 스캐닝 장비로 치수를 확인합니다. 마지막으로 플레이트를 거울처럼 닦고 보호 필름으로 덮습니다.
패널의 약 1/3은 오클랜드에서 패널을 운송하기 전에 시험 조립을 통해 기초와 내부 구조와 함께 세워졌습니다(그림 3 및 4 참조).사이딩 절차를 계획하고 작은 판자 몇 개에 솔기 용접을 해서 연결했습니다."그래서 시카고에서 조립할 때 잘 맞을 거라는 걸 알았습니다."라고 실바가 말했습니다.
온도, 시간 및 트럭 진동으로 인해 압연 시트가 느슨해질 수 있습니다.리브형 격자는 보드의 강성을 높일 뿐만 아니라 운송 중 보드의 모양을 유지하도록 설계되었습니다.
따라서 판 내부에 보강용 메쉬를 넣은 후 열처리하고 냉각하여 재료의 응력을 완화합니다. 운송 중 손상을 방지하기 위해 판마다 받침대를 만든 다음 판은 한 번에 약 4개씩 컨테이너에 적재됩니다.
그런 다음 컨테이너에 반제품을 4개씩 싣고 PSI팀과 함께 시카고로 보내 MTH팀에서 설치했습니다. 한 명은 운송을 조정하는 물류 담당자이고, 다른 한 명은 기술 분야의 감독자입니다. 그는 매일 MTH 직원과 협력하여 필요에 따라 새로운 기술을 개발하는 데 도움을 줍니다. "물론 그는 프로세스에서 매우 중요한 역할을 했습니다."라고 Silva가 말했습니다.
MTH 사장인 라일 힐은 MTH 인더스트리즈가 처음에는 이 영적인 조각품을 지면에 고정하고 상부 구조물을 설치한 후, PSI 기술팀의 안내에 따라 시트를 용접하고 최종 샌딩 및 광택 작업을 진행했다고 밝혔습니다. 조각품의 완성은 예술성과 실용성, 이론과 현실, 소요 시간과 예정된 시간 사이의 균형을 의미합니다.
MTH의 엔지니어링 부사장 겸 프로젝트 매니저인 루 세르니는 이 프로젝트에서 흥미로운 점은 그 독특성이라고 말했습니다. 세르니는 "우리가 아는 한, 이 특정 프로젝트에서는 이전에 한 번도 시도된 적이 없거나, 전혀 고려되지 않았던 일들이 진행되고 있습니다."라고 말했습니다.
하지만 이런 종류의 최초 작업을 수행하려면 예상치 못한 과제에 대처하고 작업 진행 중에 발생하는 질문에 답할 수 있는 유연한 현장 독창성이 필요합니다.
128개의 자동차 크기의 스테인리스 스틸 패널을 장갑을 낀 손으로 다루면서 영구적인 상부 구조물에 어떻게 장착할 수 있을까요? 거대한 호 모양의 콩을 콩에 의존하지 않고 어떻게 용접할 수 있을까요? 내부에서 용접할 수 없으면서 용접부를 관통하는 방법은 무엇일까요? 현장 환경에서 스테인리스 스틸 용접부에 완벽한 거울 같은 마감을 얻는 방법은 무엇일까요? 번개가 치면 어떻게 될까요?
세르니는 이 프로젝트가 매우 어려울 것이라는 첫 번째 신호는 무게가 3만 파운드인 장비의 건설과 설치가 시작되었을 때였다고 말했습니다. 조각품을 지탱하는 강철 구조물입니다.
PSI가 하부 구조 기초를 조립하는 데 제공한 아연이 풍부한 구조용 강철은 제조하기가 비교적 간단했지만, 하부 구조 설치 장소는 레스토랑 위, 주차장 위가 반씩이었고, 각각 높이가 달랐습니다.
"그래서 하부 구조가 캔틸레버식으로 불안정해요."라고 세르니는 말했다. "철근을 많이 넣은 곳, 특히 판 작업 시작 부분에는 크레인을 이용해 5피트(약 1.5미터) 깊이의 구멍을 파야 했어요."
세르니는 석탄 채굴에 사용하는 것과 유사한 기계적 예압 시스템과 일부 화학적 앵커를 포함한 매우 정교한 고정 시스템을 사용했다고 밝혔습니다. 강철 구조의 하부 구조가 콘크리트에 고정되면 쉘을 부착할 상부 구조를 만들어야 합니다.
Cerny는 "우리는 두 개의 대형 304 스테인리스 스틸 O-링을 사용하여 트러스 시스템 설치를 시작했습니다. 하나는 구조물의 북쪽 끝에, 다른 하나는 남쪽 끝에 설치했습니다."라고 말합니다(그림 3 참조). 링은 교차하는 튜브 트러스로 고정됩니다. 링 코어 하부 프레임은 단면으로 제작되고 GMAW와 막대 용접 및 용접 강화재를 사용하여 현장에서 볼트로 고정됩니다.
세르니는 "아무도 본 적이 없는 거대한 상부 구조물이 있는데, 그것은 순전히 구조적 프레임을 위한 것입니다."라고 말했습니다.
오클랜드 프로젝트에 필요한 모든 구성 요소를 설계, 제작, 조립 및 설치하기 위해 최선을 다했지만 이 조각품은 전례가 없는 일이며 새로운 길을 개척하는 것에는 항상 흠집과 긁힘이 따릅니다. 마찬가지로 한 회사의 제조 개념을 다른 회사의 개념과 결합하는 것은 지휘봉을 넘기는 것만큼 간단하지 않습니다. 또한 현장 간의 물리적 거리로 인해 배송이 지연되어 일부 현장에서 제조하는 것이 논리적이었습니다.
실바는 "오클랜드에서는 조립 및 용접 절차가 미리 계획되었지만, 실제 현장 상황은 모든 사람의 적응적 독창성을 요구했습니다."라고 말하며, "그리고 노조 직원들은 정말 훌륭합니다."라고 덧붙였다.
처음 몇 달 동안 MTH의 일상 업무는 하루 업무 내용을 파악하고 서브프레임을 세우는 데 필요한 부품, 스트럿, "쇼크 업소버", 암, 페그, 핀을 제작하는 최적의 방법을 파악하는 것이었습니다. 에르의 말에 따르면, 포고 스틱은 임시 사이딩 시스템을 만드는 데 필요했습니다.
"물건을 원활하게 움직이고 현장에 신속하게 배송하기 위해 즉석에서 설계하고 제작하는 지속적인 과정입니다. 우리는 보유한 자재를 정리하고, 경우에 따라 재설계하고, 또 재설계하는 데 많은 시간을 투자합니다. 그리고 나서 필요한 부품을 제작합니다.
힐 씨는 "말 그대로 화요일에 해야 할 일이 10가지나 됩니다. 수요일에 현장에 납품해야 합니다."라고 말했습니다. "초과 근무도 많고, 한밤중에 매장에서 하는 일도 많습니다."
"보드 서스펜션 부품의 약 75%가 현장에서 제작되거나 개조됩니다."라고 세르니는 말했습니다. "몇 번은 말 그대로 24시간을 허비하기도 했습니다. 새벽 2시나 3시까지 매장에 있다가 집에 가서 샤워하고 5시 30분에 픽업했는데도 여전히 젖어 있었습니다."
하우징을 조립하기 위한 임시 서스펜션 시스템 MTH는 스프링, 스트럿, 케이블로 구성됩니다. 플레이트 사이의 모든 조인트는 임시로 볼트로 고정됩니다. "따라서 전체 구조는 304개의 트러스로 내부에서 매달려 기계적으로 연결됩니다."라고 Cerny는 말했습니다.
그들은 오할루스 조각의 바닥에 있는 돔, 즉 "배꼽의 배꼽"에서 시작합니다. 돔은 행거, 케이블, 스프링으로 구성된 임시 4점 서스펜션 스프링 지지 시스템을 사용하여 트러스에 매달려 있습니다. 세르니는 더 많은 판자가 추가됨에 따라 스프링이 "주고받기"를 제공한다고 말했습니다. 그런 다음 스프링은 각 판이 추가한 무게에 따라 재조정되어 전체 조각의 균형을 맞추는 데 도움이 됩니다.
168개의 보드 각각에는 4점 서스펜션 스프링 지지 시스템이 있어 제자리에 있을 때 개별적으로 지지됩니다. "어떤 조인트도 지나치게 강조해서는 안 됩니다. 조인트는 0/0 갭을 만들기 위해 조립되었기 때문입니다."라고 세르니는 말했습니다. "보드가 아래쪽 보드에 부딪히면 좌굴 및 기타 문제가 발생할 수 있습니다."
PSI 작업의 정확성을 증명하듯, 조립은 틈이 거의 없이 매우 잘 되었습니다. "PSI는 패널 제작을 정말 훌륭하게 해냈습니다."라고 세르니는 말합니다. "결국 정말 잘 들어맞았기 때문에 모든 공은 PSI에 있습니다. 설치 상태도 정말 훌륭해서 저에게는 정말 좋습니다. 말 그대로 1/1000인치(약 1/1000인치) 정도입니다. 플레이트는 위에 올려져 있고, 모서리는 서로 닫혀 있습니다."
실바는 "조립이 끝나면 많은 사람들이 완성되었다고 생각합니다."라고 말했습니다. 이음새가 단단할 뿐만 아니라 완전히 조립된 부품과 고광택 거울 마감 플레이트가 주변 환경을 반사하기 때문입니다. 하지만 엉덩이 부분의 이음새는 보이지만, 액체 수은에는 이음새가 없습니다. 또한, 미래 세대를 위해 구조적 무결성을 유지하려면 조각품의 이음새를 완전히 용접해야 했습니다.
클라우드 게이트의 완공은 2004년 가을 공원 개장 당시 보류되어야 했기 때문에 오할루스는 실시간 GTAW가 되었고 이런 상황은 몇 달 동안 계속되었습니다.
세르니는 "전체 구조물 주변에 작은 갈색 반점이 보이는데, 이는 TIG 납땜 접합부입니다."라고 말했습니다. "우리는 1월에 텐트를 재건축하기 시작했습니다."
실바는 "이 프로젝트의 다음 주요 제조 과제는 용접 수축 변형으로 인해 모양 정확도가 손상되지 않도록 이음매를 용접하는 것이었습니다."라고 말했습니다.
세르니에 따르면, 플라즈마 용접은 시트에 대한 위험을 최소화하면서 필요한 강도와 강성을 제공한다고 합니다. 98% 아르곤과 2% 헬륨 혼합물은 파울링을 줄이고 융합을 강화하는 데 가장 효과적입니다.
용접공은 PSI가 개발하여 사용하는 Thermal Arc® 전원과 특수 트랙터 및 토치 조립체를 사용하는 키홀 플라스마 용접 기술을 사용합니다.