Anish Kapoors visie voor de Cloud Gate-sculptuur in het Millennium Park in Chicago is dat het lijkt op vloeibaar kwik, dat de omringende stad vloeiend weerspiegelt. Het bereiken van deze eenheid is een werk van liefde.
"Wat ik in Millennium Park wilde doen, was de skyline van Chicago opnemen... zodat mensen de wolken erin konden zien zweven en deze zeer hoge gebouwen weerspiegeld in het werk. En omdat het de vorm van een deur heeft, kan de deelnemer, de kijker, deze zeer diepe ruimte betreden, wat in zekere zin hetzelfde doet met de weerspiegeling van een persoon, als de verschijning van het werk doet met de weerspiegeling van de omringende stad." — Wereldberoemde Britse kunstenaar. Anish Kapoor, beeldhouwer van Cloud Gate
Kijkend naar het kalme oppervlak van deze monumentale roestvrijstalen sculptuur, is het moeilijk te raden hoeveel metaal en moed eronder schuilgaat. Cloud Gate herbergt de verhalen van meer dan 100 metaalbewerkers, snijders, lassers, trimmers, ingenieurs, technici, metaalbewerkers, installateurs en managers – gedurende de afgelopen vijf jaar.
Velen werken lange dagen, werken midden in de nacht in werkplaatsen, kamperen op een bouwplaats en werken bij temperaturen van 43 graden Celsius in volledige Tyvek®-pakken en halfgelaatsmaskers. Sommigen werken tegen de zwaartekracht in, hangend aan harnassen, met gereedschap in de hand en werkend op gladde hellingen. Alles wordt net iets (en veel meer) gedaan om het onmogelijke mogelijk te maken.
Het idee van beeldhouwer Anish Kapoor om zwevende wolken te verrijken tot een 110 ton wegende, 20 meter lange en 10 meter hoge roestvrijstalen sculptuur was de opdracht van Performance Structures Inc. (PSI) uit Oakland, Californië, en MTH uit Villa Park, Illinois. MTH bestaat 120 jaar en is een van de oudste staal- en glasconstructiebedrijven in de regio Chicago.
De vereisten voor de uitvoering van het project zijn afhankelijk van de artistieke prestaties, vindingrijkheid, mechanische vaardigheden en productiekennis van beide bedrijven. Er wordt op maat gemaakte en zelfs zelfgebouwde apparatuur voor het project geproduceerd.
Sommige problemen van het project komen voort uit de vreemd gebogen vorm – een stip of een omgekeerde navel – en andere uit de enorme omvang. De sculpturen werden gebouwd door twee verschillende bedrijven op verschillende locaties, duizenden kilometers uit elkaar, wat problemen opleverde met transport en werkmethoden. Veel processen die in het veld moeten worden uitgevoerd, zijn moeilijk uit te voeren op de werkvloer, laat staan ​​in het veld. De grote moeilijkheid ontstaat simpelweg doordat een dergelijke structuur nog nooit eerder is gecreëerd. Dus geen link, geen plan, geen stappenplan.
Ethan Silva van PSI heeft uitgebreide ervaring in de scheepsbouw, eerst met schepen en later met andere kunstprojecten, en is gekwalificeerd om unieke rompbouwtaken uit te voeren. Anish Kapoor vroeg een afgestudeerde natuurkunde- en kunstwetenschapper om een ​​klein model te maken.
"Dus ik maakte een proefstuk van 2 x 3 meter, een heel glad, gebogen, gepolijst stuk, en hij zei: 'Oh, jij hebt het gedaan, jij bent de enige die het gedaan heeft', omdat hij al twee jaar op zoek was naar iemand die het kon doen," zei Silva.
Het oorspronkelijke plan was dat PSI het beeld in zijn geheel zou fabriceren en bouwen en het vervolgens ten zuiden van de Stille Oceaan, via het Panamakanaal, noordwaarts langs de Atlantische Oceaan en langs de St. Lawrence Seaway naar een haven aan Lake Michigan zou verschepen, aldus Edward Ulir, algemeen directeur van Millennium Park Inc. Volgens de verklaring zal een speciaal ontworpen transportsysteem het naar Millennium Park vervoeren. Tijdsdruk en praktische overwegingen dwongen deze plannen echter te wijzigen. De gebogen panelen moesten dus worden vastgezet voor transport en per vrachtwagen naar Chicago worden vervoerd, waar MTH de onderbouw en bovenbouw monteerde en de panelen met de bovenbouw verbond.
Het afwerken en polijsten van de lasnaden van de Cloud Gate om ze een naadloze uitstraling te geven, was een van de moeilijkste aspecten van de installatie en montage ter plaatse. Het 12-stappenproces wordt afgerond met het aanbrengen van een glansblusser, vergelijkbaar met sieradenpoets.
"We hebben in principe zo'n drie jaar aan dit project gewerkt om deze onderdelen te maken," zei Silva. "Dit is hard werken. Het kost veel tijd om uit te zoeken hoe het moet en de details uit te werken; je weet wel, gewoon om het perfect te maken. De manier waarop we computertechnologie en de vertrouwde metaalbewerking gebruiken, is een combinatie van smeed- en ruimtevaarttechnologie."
Volgens hem is het moeilijk om zoiets groots en zwaars met hoge precisie te maken. De grootste platen waren gemiddeld 2,1 meter breed en 3,3 meter lang en wogen 680 kilo.
"Al het CAD-werk en het maken van de daadwerkelijke werktekeningen voor de klus is een groot project op zich", zegt Silva. "We gebruiken computertechnologie om de platen te meten en hun vorm en kromming nauwkeurig te beoordelen, zodat ze perfect op elkaar passen.
"We hebben een computersimulatie gedaan en het vervolgens opgesplitst", zei Silva. "Ik heb mijn ervaring met het bouwen van schelpen gebruikt en ik had een paar ideeën over hoe ik de vormen moest segmenteren, zodat de naden zouden werken en we de beste resultaten konden behalen."
Sommige platen zijn vierkant, andere taartvormig. Hoe dichter ze bij de scherpe overgang liggen, hoe taartvormiger ze zijn en hoe groter de straal van de radiale overgang. Bovenaan zijn ze vlakker en groter.
Het plasma snijdt 316L roestvrij staal van 0,6 tot 1 cm dik, zegt Silva, wat op zichzelf al sterk genoeg is. "De echte uitdaging is om de enorme platen een vrij precieze kromming te geven. Dit doen we door het frame van het ribbensysteem voor elke plaat zeer nauwkeurig te vormen en te fabriceren. Zo kunnen we de vorm van elke plaat nauwkeurig bepalen."
De platen worden gerold op 3D-rollen die PSI speciaal voor het rollen van deze platen heeft ontworpen en geproduceerd (zie afb. 1). "Het is een soort neefje van de Britse rollen. We rollen ze met dezelfde technologie als de vleugels," aldus Silva. We buigen elk paneel door het heen en weer te bewegen op de rollen en de druk op de rollen aan te passen totdat de panelen binnen 0,01 inch (2,54 mm) van de gewenste maat zijn. Volgens hem maakt de vereiste hoge precisie het moeilijk om platen soepel te vormen.
De lasser last vervolgens de gevulde draad aan de structuur van het interne geribbelde systeem. "Naar mijn mening is gevulde draad een uitstekende manier om roestvrijstalen constructielassen te maken", legt Silva uit. "Dit levert hoogwaardige lassen op, met een focus op productie en een prachtig uiterlijk."
Alle plaatoppervlakken worden met de hand geschuurd en gefreesd op een machine om ze tot op de duizendste inch nauwkeurig te zagen (zie afb. 2). Controleer de afmetingen met nauwkeurige meet- en laserscanapparatuur. Tot slot wordt de plaat gepolijst tot een spiegelgladde afwerking en bedekt met een beschermfolie.
Ongeveer een derde van de panelen, samen met de basis en de interne structuur, werd in een proefopstelling gemonteerd voordat de panelen vanuit Auckland werden verscheept (zie figuren 3 en 4). We planden de planken en lasten verschillende kleine planken aan elkaar om ze aan elkaar te verbinden. "Dus toen we het in Chicago in elkaar zetten, wisten we dat het zou passen," zei Silva.
Temperatuur, tijd en trillingen van de trolley kunnen ervoor zorgen dat de opgerolde plaat loslaat. Het geribbelde rooster is niet alleen ontworpen om de stijfheid van de plaat te vergroten, maar ook om de vorm van de plaat tijdens het transport te behouden.
Zodra het wapeningsnet aan de binnenkant zit, wordt de plaat daarom verhit en gekoeld om de materiaalspanning te verlichten. Om transportschade verder te voorkomen, worden voor elk gerecht een houder gemaakt die vervolgens in containers wordt geladen, ongeveer vier tegelijk.
De containers werden vervolgens geladen met halffabrikaten, ongeveer vier tegelijk, en met de PSI-ploegen naar Chicago gestuurd voor installatie door de MTH-ploegen. Een van hen is een logistiek medewerker die het transport coördineert, en de ander is supervisor op de technische afdeling. Hij werkt dagelijks samen met MTH-medewerkers en helpt waar nodig bij de ontwikkeling van nieuwe technologieën. "Natuurlijk speelde hij een zeer belangrijke rol in het proces", aldus Silva.
Volgens MTH-president Lyle Hill had MTH Industries oorspronkelijk de taak om het etherische beeld aan de grond te verankeren en de bovenbouw te installeren. Daarna moesten er platen aan worden gelast en het geheel worden geschuurd en gepolijst. Het ging om het vinden van een balans tussen kunst en praktijk, theorie en realiteit, benodigde tijd en geplande tijd.
Lou Czerny, vice-president engineering en projectmanager bij MTH, zei dat hij geïnteresseerd was in het unieke karakter van het project. "Voor zover wij weten, gebeuren er dingen bij dit specifieke project die nog nooit eerder zijn gedaan of overwogen", aldus Cerny.
Maar werken aan een uniek project vereist flexibele vindingrijkheid op locatie om onvoorziene problemen op te lossen en vragen te beantwoorden die zich onderweg voordoen:
Hoe bevestig je 128 roestvrijstalen panelen ter grootte van een auto aan een permanente bovenbouw met fluwelen handschoenen aan? Hoe las je een gigantische boogvormige boon zonder er afhankelijk van te zijn? Hoe kan ik een las doorboren zonder van binnenuit te kunnen lassen? Hoe bereik je de perfecte spiegelgladde afwerking van roestvrijstalen lassen in het veld? Wat gebeurt er als de bliksem inslaat?
Czerny zei dat de eerste aanwijzing dat dit een uitzonderlijk complex project zou worden, was toen de bouw en installatie van de 13.600 kilo wegende apparatuur begon: de stalen constructie die het beeld ondersteunt.
Hoewel het staal met een hoog zinkgehalte dat PSI leverde om de basis van de onderbouw te monteren, relatief eenvoudig te fabriceren was, bevond het platform voor de onderbouw zich half boven het restaurant en half boven de parkeerplaats, elk op een andere hoogte.
"De basis is dus een beetje uitkragend en wiebelig", zei Czerny. "Waar we veel van dit staal hebben geplaatst, ook aan het begin van de plaat zelf, moesten we de kraan zelfs in een gat van anderhalve meter diep duwen."
Czerny zei dat ze een zeer geavanceerd verankeringssysteem gebruikten, inclusief een mechanisch voorspansysteem vergelijkbaar met dat in de kolenwinning en enkele chemische ankers. Zodra de basis van de stalen constructie in beton is verankerd, moet er een bovenbouw worden gebouwd waaraan de ruwbouw wordt bevestigd.
"We zijn begonnen met de installatie van het spantensysteem met behulp van twee grote, gefabriceerde O-ringen van roestvrij staal 304 – één aan de noordkant van de constructie en één aan de zuidkant", zegt Czerny (zie afbeelding 3). De ringen worden bevestigd met elkaar kruisende buisvormige spanten. Het ringkernsubframe wordt in stukken gesneden en vastgeschroefd met behulp van GMAW, staaflassen en gelaste verstevigingen.
"Er is dus een grote bovenbouw die nog nooit iemand heeft gezien; het gaat puur om het structurele raamwerk", aldus Czerny.
Ondanks de beste inspanningen bij het ontwerpen, engineeren, fabriceren en installeren van alle benodigde componenten voor het project in Auckland, is dit beeldhouwwerk ongekend en gaan nieuwe paden altijd gepaard met oneffenheden en krassen. Evenzo is het afstemmen van het productieconcept van het ene bedrijf op dat van het andere niet zo eenvoudig als het doorgeven van het stokje. Bovendien leidde de fysieke afstand tussen de locaties tot vertragingen in de levering, waardoor het logisch was om een ​​deel van de productie lokaal te laten plaatsvinden.
"Hoewel de assemblage- en lasprocedures in Auckland van tevoren waren gepland, vereisten de omstandigheden ter plaatse dat iedereen creatief was", aldus Silva. "En het vakbondspersoneel is echt geweldig."
De eerste paar maanden bestond de dagelijkse routine van MTH uit het bepalen van de dagelijkse werkzaamheden en de beste manier om een ​​aantal onderdelen van het subframe te fabriceren, evenals enkele veerpoten, schokdempers, draagarmen, pennen en andere pennen. Er zei dat er pogo-stokken nodig waren om een ​​tijdelijk gevelbekledingssysteem te creëren.
"Het is een continu ontwerp- en productieproces om alles in beweging te houden en snel op de werkvloer te krijgen. We besteden veel tijd aan het sorteren van wat we hebben, in sommige gevallen aan het herontwerpen en herontwerpen, en vervolgens maken we de onderdelen die we nodig hebben.
"We hebben letterlijk dinsdag tien dingen die we woensdag moeten bezorgen", zei Hill. "We hebben veel overwerk en er wordt midden in de nacht veel werk in de winkel verzet."
"Ongeveer 75 procent van de onderdelen van de ophanging van dressoirs wordt ter plekke geproduceerd of aangepast", aldus Czerny. "Een paar keer hebben we letterlijk een dag van 24 uur goedgemaakt. Ik was tot 2, 3 uur 's nachts in de winkel en om half zes ging ik weer naar huis om te douchen en de ingrediënten te halen, nog steeds nat."
Het tijdelijke ophangsysteem van MTN voor de montage van de romp bestaat uit veren, stutten en kabels. Alle verbindingen tussen de platen worden tijdelijk vastgezet met bouten. "De hele constructie is dus mechanisch verbonden en hangt van binnenuit aan 304 spanten", aldus Czerny.
Ze beginnen bij de koepel aan de voet van de omgala-sculptuur – "de navel van de navel". De koepel werd aan de spanten opgehangen met behulp van een tijdelijk vierpunts veersysteem, bestaande uit hangers, kabels en veren. Czerny zei dat de veer voor "veerkracht" zorgt naarmate er meer planken worden toegevoegd. De veren worden vervolgens aangepast op basis van het gewicht dat elke plaat toevoegt om de hele sculptuur in balans te brengen.
Elk van de 168 planken heeft een eigen vierpunts veersysteem, zodat ze individueel worden ondersteund. "Het idee is om geen enkele verbinding te overschatten, want die verbindingen zijn zo gemaakt dat ze een 0/0 breuk bereiken", aldus Cerny. "Als de plank de onderliggende plank raakt, kan dat kromtrekken en andere problemen veroorzaken."
Als bewijs van de nauwkeurigheid van PSI is de constructie erg goed en heeft hij weinig speling. "PSI heeft fantastisch werk geleverd met de panelen", zegt Czerny. "Ik geef ze complimenten, want uiteindelijk past hij echt. De pasvorm is echt goed en ik ben er heel blij mee. We hebben het hier letterlijk over duizendsten van een inch."
"Als ze klaar zijn met monteren, denken veel mensen dat ze klaar zijn," zei Silva, niet alleen omdat de naden strak zitten, maar ook omdat de volledig gemonteerde onderdelen, met hun hoogglanzende spiegelgladde platen, hun werk deden en zijn omgeving weerspiegelden. Maar de stootnaden zijn zichtbaar, vloeibaar kwik heeft geen naden. Bovendien moest het beeld volledig gelast worden om de structurele integriteit ervan voor toekomstige generaties te behouden, zei Silva.
De voltooiing van de Cloud Gate moest worden uitgesteld tijdens de officiële opening van het park in het najaar van 2004, dus werd omhalus een levende GTAW, en dit ging enkele maanden zo door.
"Je ziet overal kleine bruine vlekjes op de constructie, dat zijn TIG-soldeerpunten", zei Czerny. "We zijn in januari begonnen met het restaureren van de tenten."
"De volgende grote productie-uitdaging voor dit project was het lassen van een naad zonder de vormnauwkeurigheid te verliezen als gevolg van krimp bij het lassen", aldus Silva.
Volgens Czerny biedt plasmalassen de nodige sterkte en stijfheid met minimale risico's voor de plaat. Een mengsel van 98% argon en 2% helium is het beste om vervuiling te verminderen en de smelt te verbeteren.
Lassers maken gebruik van keyhole plasma-lastechnieken met behulp van Thermal Arc®-stroombronnen en speciale tractor- en toortsassemblages die zijn ontworpen en gebruikt door PSI.