D'Visioun vum Anish Kapoor fir d'Cloud Gate Skulptur am Millennium Park zu Chicago ass, datt se flëssege Quecksëlwer gläicht a sech sanft op d'Ëmgéigend vun der Stad reflektéiert. Dës Ganzheet z'erreechen ass eng Aarbecht aus Léift.
„Wat ech am Millennium Park maache wollt, war d'Skyline vu Chicago anzebannen ... sou datt d'Leit d'Wolleken, déi dran schwiewen, an dës ganz héich Gebaier am Wierk reflektéiert gesinn. An dann, well et a Form vun enger Dier ass, kann den Deelhueler, de Betrachter, an dëse ganz déiwe Raum eran, wat an engem Sënn datselwecht mat der Reflexioun vun enger Persoun mécht, wéi d'Erscheinung vum Wierk mat der Reflexioun vun der Ëmgéigendstad mécht.“ — Weltberühmte britesche Kënschtler. Anish Kapoor, Cloud Gate Sculpteur
Wann een déi roueg Uewerfläch vun dëser monumentaler Skulptur aus Edelstol kuckt, ass et schwéier ze roden, wéi vill Metall a Courage sech ënner hirer Uewerfläch verstoppt. Cloud Gate verstoppt d'Geschichten vu méi wéi 100 Metallbauer, Schneider, Schweißer, Trimmer, Ingenieuren, Techniker, Metallaarbechter, Installateuren a Manager – iwwer déi ganz fënnef Joer.
Vill schaffen laang Stonnen, schaffen an Atelieren an der Mëtt vun der Nuecht, campéieren op enger Chantier a schaffen bei Temperaturen vun 43 Grad a komplette Tyvek®-Anzüg an Hallefmasken. E puer schaffen géint d'Schwéierkraaft, hänken un Gurte, halen Handwierksgeschir a schaffen op glaten Häng. Alles geet e bëssen (a wäit driwwer eraus), fir dat Onméiglecht méiglech ze maachen.
D'Verbesserung vum Konzept vum Sculpteur Anish Kapoor vun äthereschen, schwiewende Wolleken an eng 110 Tonnen schwéier, 20 Meter laang an 10 Meter héich Skulptur aus Edelstol war d'Aufgab vun der Performance Structures Inc. (PSI), Oakland, Kalifornien, an MTH. Villa Park, Illinois. Bei sengem 120. Anniversaire ass MTH ee vun den eelste Stol- a Glasbauunternehmer an der Regioun Chicago.
D'Ufuerderunge fir d'Ëmsetzung vum Projet hänken vun der artistescher Leeschtung, dem Erfindungsräichtum, de mechanesche Fäegkeeten an dem Produktiounsknow-how vun deenen zwou Firmen of. Si maachen individuell Ausrüstung fir de Projet a bauen se souguer selwer.
E puer vun de Problemer vum Projet stamen aus senger komescherweis gekrëmmter Form – e Punkt oder en ëmgedréinten Nabel – an e puer aus senger grousser Gréisst. D'Skulpture goufe vun zwou verschiddene Firmen op verschiddene Plazen, Dausende vu Kilometer vuneneen ewech, gebaut, wat Problemer mam Transport an den Aarbechtsweisen verursaacht huet. Vill Prozesser, déi um Terrain musse gemaach ginn, si schwéier an der Werkstatt auszeféieren, nach manner um Terrain. Déi grouss Schwieregkeet entsteet einfach well sou eng Struktur nach ni virdru geschaf gouf. Also, kee Link, kee Plang, keng Stroossekaart.
Den Ethan Silva vu PSI huet extensiv Erfahrung am Rumpfbau, fir d'éischt op Schëffer a spéider an anere Konschtprojeten, an ass qualifizéiert fir eenzegaarteg Rumpfbauaufgaben auszeféieren. Den Anish Kapoor huet en Absolvent aus Physik a Konscht gefrot, e klengt Modell ze liwweren.
„Also hunn ech eng 2m x 3m grouss Prouf gemaach, e wierklech glat, gebéit, poléiert Stéck, an hien huet gesot: 'Oh, du hues et gemaach, du bass deen Eenzegen, deen et gemaach huet', well hie sicht schonn zwee Joer no engem, deen et mécht“, sot de Silva.
Den urspréngleche Plang war, datt PSI d'Skulptur komplett fabrizéieren a bauen an dann dat ganzt Stéck südlech vum Pazifik, duerch de Panamakanal, no Norden laanscht den Atlantik an laanscht de St. Lawrence Seaway an en Hafen um Michigansee verschécken, laut dem Edward Ulir, CEO vu Millennium Park Inc. Laut der Erklärung wäert e speziell entwéckelte Fërderbandsystem et an de Millennium Park transportéieren. Zäitbeschränkungen a Praktikabilitéit hunn dës Pläng gezwongen, sech z'änneren. Dofir mussten déi gebéit Paneele fir den Transport geséchert a mat engem Camion op Chicago transportéiert ginn, wou MTH d'Ënnerstruktur an den Iwwerstruktur zesummegebaut an d'Panele mat dem Iwwerstruktur verbonnen hunn.
D'Veraarbechtung an d'Poléiere vun de Cloud Gate-Schweißnähten, fir hinnen en nahtlosen Ausgesinn ze ginn, war ee vun de schwieregste Aspekter vun der Installatioun an der Montage op der Plaz. De Prozess a 12 Schrëtt gëtt duerch d'Applikatioun vun engem ophellenden Rouge ofgeschloss, ähnlech wéi Bijoupolitur.
„Am Fong hu mir ongeféier dräi Joer un dësem Projet geschafft fir dës Deeler ze maachen“, sot de Silva. „Dëst ass schwéier Aarbecht. Et brauch vill Zäit fir erauszefannen, wéi et geet an d'Detailer auszeschaffen; wësst Dir, just fir et bis zur Perfektioun ze bréngen. D'Aart a Weis wéi mir Computertechnologie a gutt al Metallveraarbechtung benotzen, ass eng Kombinatioun vu Schmied- an Loftfaarttechnologie.“
Laut him ass et schwéier, eppes sou Grousses a Schwiereges mat héijer Präzisioun ze maachen. Déi gréisst Placke waren am Duerchschnëtt 7 Fouss breet an 11 Fouss laang a weien 1.500 Pond.
„All d'CAD-Aarbecht ze maachen an déi tatsächlech Zeechnunge fir d'Aarbecht ze kreéieren ass e grousst Projet fir sech“, seet de Silva. „Mir benotze Computertechnologie fir d'Placken ze moossen an hir Form a Krümmung genee ze evaluéieren, sou datt se richteg zesummepassen.“
„Mir hunn eng Computersimulatioun gemaach an et dann opgedeelt“, sot de Silva. „Ech hunn meng Erfahrung am Schuelbau benotzt an ech hat e puer Iddien, wéi mir d'Formen segmentéiere kënnen, sou datt d'Nahtlinne funktionéieren, fir datt mir déi bescht Qualitéitsresultater kréien.“
E puer Placke si quadratesch, anerer si kuchfërmeg. Wat se méi no beim schaarfen Iwwergang sinn, wat se méi kuchfërmeg sinn a wat de Radius vum radialen Iwwergang méi grouss ass. Am ieweschten Deel si se flaach a méi grouss.
De Plasma schneit 1/4 bis 3/8 Zoll déckt 316L Edelstol, seet de Silva, wat eleng staark genuch ass. „Déi richteg Erausfuerderung ass, de risege Placken eng zimlech präzis Krümmung ze ginn. Dëst gëtt duerch eng ganz präzis Formung a Fabrikatioun vum Kader vum Rippensystem fir all Plack gemaach. Op dës Manéier kënne mir d'Form vun all Plack präzis bestëmmen.“
D'Brieder ginn op 3D-Rollen gerullt, déi PSI speziell fir d'Walzen vun dëse Brieder entwéckelt a fabrizéiert huet (kuckt Abb. 1). „Et ass e bëssen e Koseng vun de britesche Walzen. Mir rullen se mat der selwechter Technologie wéi d'Flilleken“, sot de Silva. Béit all Panel andeems Dir en op de Walzen hin an hier beweegt, an upasst den Drock op de Walzen, bis d'Panele bannent 0,01 Zoll vun der gewënschter Gréisst ewech sinn. Laut him mécht déi erfuerderlech héich Präzisioun et schwéier, d'Blieder glat ze formen.
De Schweißer schweess dann den Drot mat Fluxkär un d'Struktur vum internen Gerippsystem. „Meng Meenung no ass Drot mat Fluxkär eng wierklech gutt Method fir Schweißnähten aus Edelstolstrukturen ze kreéieren“, erkläert de Silva. „Dëst gëtt Iech héichqualitativ Schweißnähten mat engem Fokus op d'Fabrikatioun an e super Ausgesinn.“
All Uewerfläche vun der Plack ginn handgeschlaff a mat enger Maschinn gefräst, fir se op den Dausendstel vun engem Zoll ze schneiden, fir datt se zesummepassen (kuckt Fig. 2). Iwwerpréift d'Dimensioune mat präzise Mooss- an Laserscannerausrüstung. Schlussendlech gëtt d'Plack spiggelglänzend poléiert a mat enger Schutzfolie bedeckt.
Ongeféier en Drëttel vun de Paneele goufen, zesumme mam Sockel an der bannenzeger Struktur, an enger Testmontage zesummegesat, ier d'Panele vun Auckland aus verschéckt goufen (kuckt d'Figuren 3 an 4). Mir hunn d'Plankéierungsprozedur geplangt a verschidde kleng Brieder mat Näht geschweesst, fir se zesummenzesetzen. „Also, wéi mir et zu Chicago zesummegesat hunn, woussten mir, datt et géif passen“, sot de Silva.
Temperatur, Zäit a Vibratioun vum Trolley kënnen dozou féieren, datt gewalzt Blech sech lassléist. De gerippte Gitter ass net nëmmen dofir geduecht, d'Steifheet vun der Plack ze erhéijen, mä och d'Form vun der Plack beim Transport ze erhalen.
Dofir gëtt d'Plack, wann d'Verstäerkungsnetz dobannen ass, hëtzebehandelt a gekillt, fir d'Materialspannung ze entlaaschten. Fir Schied beim Transport weider ze vermeiden, ginn fir all Schossel Wieg gemaach, déi dann ongeféier véier gläichzäiteg a Behälter gelueden ginn.
D'Container goufen dann mat Halleffäerdegprodukter gelueden, ongeféier véier gläichzäiteg, a mat de PSI-Equippe fir d'Installatioun mat den MTH-Equippe op Chicago geschéckt. Ee vun hinnen ass e Logistiker, deen den Transport koordinéiert, an deen aneren ass e Supervisor am technesche Beräich. Hie schafft all Dag mat de Mataarbechter vun der MTH zesummen an hëlleft bei der Entwécklung vun neien Technologien, wann néideg. „Natierlech war hien e ganz wichtegen Deel vum Prozess“, sot de Silva.
Laut dem MTH-President Lyle Hill war MTH Industries ursprénglech domat beoptragt, déi ätheresch Skulptur um Buedem ze verankeren an d'Iwwerbaustruktur z'installéieren, duerno d'Blecher mateneen ze schweessen, mat dem leschte Schleifen a Polieren. Gläichgewiicht tëscht Konscht a Praktikalitéit, Theorie a Realitéit, erfuerderlecher Zäit a geplangter Zäit.
De Lou Czerny, Vizepresident fir Ingenieurswiesen a Projetmanager vun der MTH, sot, hie wier un der Eenzegaartegkeet vum Projet interesséiert. „Souwäit mir wëssen, geschéien op dësem spezifesche Projet Saachen, déi nach ni virdru gemaach oder nach ni virdru berécksiichtegt goufen“, sot de Cerny.
Mee d'Aarbecht un enger eenzegaarteger Aarbecht erfuerdert flexibel Erfindungsräichkeet virun Ort, fir mat onvirgesinnte Problemer ëmzegoen a Froen ze beäntwerten, déi ënnerwee opkommen:
Wéi befestegt een 128 Edelstahlpanneauen an der Gréisst vun engem Auto un eng permanent Iwwerbauung mat Kannerhandschuesch? Wéi schweess een eng riseg béiförmeg Boun ouni sech drop ze verloossen? Wéi kann ech eng Schweess duerchbriechen ouni vun bannen ze schweessen? Wéi kritt een déi perfekt Spigelbild-Uewerfläch vun Edelstahlschweißnähten um Terrain? Wat geschitt wann e Blëtz trëfft?
De Czerny sot, den éischten Hiwäis, datt dëst en aussergewéinlech komplexe Projet wier, wier wéi de Bau an d'Installatioun vun der 30.000 Pond schwéierer Ausrüstung ugefaangen hunn. Eng Stahlstruktur, déi d'Skulptur ënnerstëtzt.
Obwuel de Strukturstol mat héijem Zinkgehalt, dee vu PSI fir d'Montage vun der Ënnerstruktur geliwwert gouf, relativ einfach ze fabrizéieren war, war d'Plattform fir d'Ënnerstruktur hallef iwwer dem Restaurant an hallef iwwer dem Parking, all Kéier op enger anerer Héicht.
„Also ass d'Basis iergendwéi auskragend a wackleg“, sot de Czerny. „Wou mir vill vun dësem Stol geluecht hunn, och um Ufank vun der Plack selwer, hu missen de Kran tatsächlech an e 1,5 Meter déckt Lach drécken.“
De Czerny sot, si hätten e ganz sophistikéiert Verankerungssystem benotzt, dorënner e mechanescht Virspannungssystem ähnlech wéi dat am Kuelegrouwen a verschidde chemesch Anker. Soubal d'Basis vun der Stolstruktur am Beton verankert ass, muss eng Iwwerbaustruktur gebaut ginn, un där d'Schuel befestegt gëtt.
„Mir hunn ugefaangen, den Trennwurmsystem mat zwou groussen, hiergestallten O-Réng aus 304 Edelstol z'installéieren – een um nërdlechen Enn vun der Struktur an een um südlechen Enn“, seet de Czerny (kuckt Figur 3). D'Réng sinn mat sech kräizenden Réiertrennwürmer befestegt. Den Ënnerrahmen vum Ringkär ass a Sektionen geschnidden a mat GMAW, Staangschweessen a geschweesste Versteifungsschrauben festgeschrauft.
„Et gëtt also eng grouss Iwwerbauung, déi nach ni een gesinn huet; si ass reng fir de strukturelle Kader“, sot de Czerny.
Trotz de beschte Beméiungen beim Design, der Ingenieurswiesen, der Fabrikatioun an der Installatioun vun all den néidege Komponenten fir de Projet zu Auckland, ass dës Skulptur ouni Präzedenz an nei Weeër gi ëmmer mat Graten a Kratzer begleet. Ähnlech ass et net sou einfach, de Produktiounskonzept vun enger Firma op déi aner unzepassen, wéi de Staafstaf weiderzeginn. Zousätzlech huet déi kierperlech Distanz tëscht de Standuerter zu Liwwerverspéidungen gefouert, wat et logesch gemaach huet, eng lokal Produktioun ze produzéieren.
„Obwuel d'Montage- a Schweißprozeduren zu Auckland am Viraus geplangt waren, hunn déi tatsächlech Konditiounen um Chantier verlaangt, datt jidderee kreativ war“, sot de Silva. „An d'Mataarbechter vun der Gewerkschaft si wierklech super.“
An den éischte Méint war et dem MTH seng deeglech Routine ze bestëmmen, wat d'Aarbecht vum Dag bedeit a wéi een am beschte verschidde Komponenten vum Ënnerrahmen, souwéi e puer Struts, "Stossdämpfer", Äerm, Bolzen a Stifter hierstelle kann. Den Er sot, datt Pogo-Stécker gebraucht goufen, fir e temporärt Siding-System ze kreéieren.
„Et ass e kontinuéierleche Prozess vum Design a Produktioun, fir datt d'Saache weidergoe kënnen a séier um Terrain ukommen. Mir verbréngen vill Zäit domat, dat ze sortéieren, wat mir hunn, a verschiddene Fäll nei ze gestalten an nei ze gestalten, an dann maache mir déi Deeler, déi mir brauchen.“
„Eigentlech hu mir Dënschdes 10 Saachen, déi mir Mëttwochs bei eis liwwere mussen“, sot den Hill. „Mir hunn vill Iwwerstonnen an eng ganz Rëtsch Aarbecht am Geschäft, déi mëttes an der Nuecht gemaach gëtt.“
„Ongeféier 75 Prozent vun de Komponenten vun der Sideboard-Ophiewe ginn um Terrain hiergestallt oder modifizéiert“, sot de Czerny. „E puer Mol hu mir wierklech en 24-Stonne-Dag guttgemaach. Ech war bis 2, 3 Auer moies am Geschäft, an um 5:30 Auer sinn ech heem komm fir ze duschen an d'Ingredienten ze kafen, nach ëmmer naass.“
Dat temporärt MTN-Ophängungssystem fir d'Montage vum Rumpf besteet aus Federn, Stretzen a Seeler. All Gelenker tëscht de Placke sinn temporär mat Bolzen befestegt. „Also ass déi ganz Struktur mechanesch verbonnen, vun bannen un 304-Fachwierker opgehaangen“, sot de Czerny.
Si fänken vun der Kuppel un der Basis vun der Omgala-Skulptur un – „den Nabel vum Nabel“. D'Kuppel gouf mat engem temporäre Véier-Punkt-Hängesystem mat Federe un de Fachwierker opgehaangen, dat aus Bügel, Seeler a Federe bestoung. De Czerny sot, datt d'Feder fir e „Spréng“ suergt, wa méi Brieder derbäigesat ginn. D'Federe ginn dann op Basis vum Gewiicht vun all Plack ugepasst, fir déi ganz Skulptur auszebalancéieren.
All vun den 168 Brieder huet säin eegent Véierpunkt-Federophängungssystem, sou datt et individuell op der Plaz ënnerstëtzt gëtt. „D'Iddi ass, keng Gelenker ze iwwerbewerten, well dës Gelenker zesummegesat sinn, fir eng 0/0 Broch z'erreechen“, sot de Cerny. „Wann d'Brett géint d'Brett drënner trëfft, kann dat zu Verzerrung an aner Problemer féieren.“
Als Beweis fir d'Genauegkeet vu PSI ass d'Konstruktioun ganz gutt mat wéineg Spillraum. „PSI huet eng fantastesch Aarbecht mat de Paneele gemaach“, seet de Czerny. „Ech ginn hinnen d'Éier, well hien um Enn wierklech passt. D'Passform ass wierklech gutt an et ass super fir mech. Mir schwätze wierklech vun Dausendstel vun engem Zoll.“
„Wann se mat der Montage fäerdeg sinn, mengen vill Leit, datt se fäerdeg sinn“, sot de Silva, net nëmme well d'Nähte fest sinn, mä well déi komplett zesummegesat Deeler, mat hire poléierte Spigelplacken, agesat goufen a seng Ëmgéigend reflektéiert hunn. Mä d'Stécknähte si sichtbar, flëssegt Quecksëlwer huet keng Nähte. Zousätzlech misst d'Skulptur komplett geschweesst ginn, fir hir strukturell Integritéit fir zukünfteg Generatiounen ze erhalen, sot de Silva.
D'Fäerdegstellung vum Cloud Gate musst wärend der grousser Ouverture vum Park am Hierscht 2004 verréckelt ginn, sou datt den Omhalus zu engem liewegen GTAW gouf, an dat ass e puer Méint sou weidergaangen.
„Dir kënnt kleng brong Flecken ronderëm d'Struktur gesinn, dat sinn TIG-Lötverbindungen“, sot de Czerny. „Mir hunn am Januar ugefaangen, d'Zelter ze restauréieren.“
„Déi nächst grouss Erausfuerderung an der Produktioun fir dëst Projet war et, eng Naht ze schweessen, ouni datt d'Formgenauegkeet duerch Schweißschrumpfung verluer geet“, sot de Silva.
Laut dem Czerny bitt Plasmaschweißen déi néideg Stäerkt a Steifheet mat minimalem Risiko fir d'Blech. Eng Mëschung aus 98% Argon an 2% Helium ass am beschten fir d'Verschmotzung ze reduzéieren an d'Schmelzung ze verbesseren.
Schweißer benotze Schlëssellach-Plasma-Schweißtechniken mat Thermal Arc®-Stroumquellen a speziellen Trakter- a Brenneraggregater, déi vu PSI entwéckelt a benotzt ginn.