Anish Kapoors vision för Cloud Gate-skulpturen i Chicagos Millennium Park är att den liknar flytande kvicksilver och sömlöst återspeglar den omgivande staden. Att uppnå denna sömlöshet är ett kärleksarbete.
"Vad jag ville göra i Millennium Park var att göra något som passade in i Chicagos skyline...så att folk skulle se molnen flyta i den och de mycket höga byggnaderna reflekteras i arbetet.Sedan, på grund av sin form i dörren, kommer deltagaren, publiken, att kunna gå in i detta mycket djupa rum, på ett sätt gör det samma sak för en persons reflektion som verkets yttre gör med reflektionen av de omgivande stadssakerna."– världsberömd brittisk konstnär Anish Kapoor, Cloud Gate-skulptör
När man tittar på den lugna ytan på denna monumentala skulptur i rostfritt stål är det svårt att gissa hur mycket metall och mod som finns under dess yta. Cloud Gate döljer berättelserna om mer än 100 metalltillverkare, fräsar, svetsare, trimmers, ingenjörer, tekniker, järnarbetare, installatörer och chefer – över fem år.
Många jobbade övertid, gjorde verkstadsarbete mitt i natten, tältade på plats och slet i 110-graderstemperaturer i fulla Tyvek®-dräkter och halvmaskiga andningsskydd. Vissa jobbar i positioner mot tyngdkraften, dinglade i säkerhetsbälten medan de höll i verktyg och arbetade i hala backar. Allt går lite (och långt bortom) för att göra det omöjliga möjligt.
Att förstärka skulptören Anish Kapoors koncept med eteriska flytande moln till en 110 ton, 66 fot lång, 33 fot hög skulptur i rostfritt stål var uppgiften för tillverkaren Performance Structures Inc. (PSI), Oakland, CA och MTH, Villa Park, IL. designentreprenörer i Chicago-området.
Kraven för att förverkliga projektet kommer att utnyttja båda företagens konstnärliga utförande, uppfinningsrikedom, mekaniska färdigheter och tillverkningskunnande. De skräddarsydda och till och med byggde utrustning för projektet.
Några av projektets utmaningar kommer från dess konstigt böjda form – en prick eller en inverterad navel – och en del från dess blotta storlek. Skulpturerna byggdes av två olika företag på olika platser tusentals mil ifrån varandra, vilket skapar problem med transporter och arbetsstilar. Många processer som måste göras ute på fältet är svåra att göra i en butiksmiljö, än mindre för att det helt enkelt inte har varit så svårt i fält. , ingen färdplan.
Ethan Silva från PSI har lång erfarenhet av skalkonstruktion, först på fartyg och senare i andra konstprojekt, kvalificerad för unika skalkonstruktionsuppgifter. Anish Kapoor bad fysik- och konstexaminerade att tillhandahålla en liten modell.
"Så jag gjorde ett 2 x 3 meter prov, en riktigt slät krökt polerad bit, och han sa, 'Åh, du gjorde det, du är den enda som gjorde det', för han hade letat i två år efter Hitta någon att göra det," sa Silva.
Den ursprungliga planen var att PSI skulle tillverka och konstruera skulpturen helt och hållet, och sedan frakta hela stycket söder om Stilla havet, genom Panamakanalen, norrut längs Atlanten och längs St. Lawrence Seaway till en hamn vid Lake Michigan, enligt Edward Uhlir, verkställande direktör för Millennium Park Inc. Enligt uttalandet kommer en specialdesignad plan för transport av dessa transportörer till Millennium Park att transportera det till Millenniums transportsystem. Därför fick de böjda panelerna stagas för transport och åka lastbil till Chicago där MTH skulle montera underbyggnad och överbyggnad och koppla ihop panelerna med överbyggnaden.
Att slutföra och polera Cloud Gates svetsar för ett sömlöst utseende var en av de svåraste aspekterna av installations- och monteringsuppgiften på fältet. 12-stegsprocessen avslutas med en ljusare rouge som liknar juvelerarens polish.
"Så vi arbetade i princip med det projektet i ungefär tre år och gjorde de här delarna," sa Silva. Det är ett tufft jobb.Mycket av den tiden går åt till att ta reda på hur man gör det och utarbeta detaljerna;du vet, bara att fullända det.Sättet vi använder datorteknik och gammaldags metallbearbetning är en kombination av smide och rymdteknik.”
Det är svårt att göra något så stort och tungt med precision, sa han. De största plattorna var i genomsnitt 7 fot breda och 11 fot långa och vägde 1 500 pund.
"Att göra allt CAD-arbete och skapa själva butiksritningarna för arbetet är faktiskt ett stort projekt i sig", säger Silva. Vi använder datorteknik för att mäta plattorna och noggrant bedöma deras form och krökning så att de passar ihop korrekt.
"Vi gjorde datormodellering och sedan delade upp det," sa Silva. "Jag använde min erfarenhet av skalkonstruktion och jag hade några idéer om hur man segmenterar formerna för att få sömmarna att fungera så att vi kunde få bästa kvalitetsresultat."
Vissa tallrikar är fyrkantiga, vissa är pajformade. Ju närmare de är en brant övergång, desto mer pajformade är de, och desto större är den radiella övergången. Överst är de plattare och större.
Plasma skär 1/4- till 3/8-tums tjocka 316L rostfritt stål, vilket är tillräckligt starkt i sig självt, säger Silva.” Den verkliga utmaningen är att få de enorma plattorna till en tillräckligt exakt krökning.Detta görs genom att forma och tillverka ribbsystemets ram för varje platta mycket exakt.På så sätt kan vi exakt definiera formen på varje platta."
Brädorna rullas på 3D-rullar som PSI har designat och tillverkat specifikt för att rulla dessa brädor (se figur 1).” Det är en slags kusin till de brittiska rullarna.Vi rullar dem med en teknik som liknar hur fendrar är gjorda”, sa Silva. Böj varje panel genom att flytta den fram och tillbaka på rullarna, justera trycket på rullarna tills panelerna är inom 0,01 tum av önskad storlek. Den höga precision som krävs gör det svårt att forma ark smidigt, sa han.
Svetsaren syr sedan ihop flusskärnan till den inre ribbansystemets struktur. "Enligt min mening är flusskärna verkligen ett utmärkt sätt att skapa struktursvetsar i rostfritt stål", förklarar Silva. Det ger dig högkvalitativa svetsar med stort fokus på produktion och ser bra ut.
Brädornas hela ytor är handslipade och maskinfrästa för att trimma dem till önskad tusendels tums noggrannhet så att de alla passar ihop (se figur 2).Kontrollera mått med precisionsmätning och laserskanningsutrustning.Slutligen poleras plattan till en spegelfinish och täcks med en skyddsfilm.
Ungefär en tredjedel av panelerna, tillsammans med basen och den inre strukturen, restes i provmonteringen innan panelerna skickades från Auckland (se figurerna 3 och 4). Planerade sidosvetsningen och gjorde lite sömsvetsning på några små brädor för att sammanfoga dem.” Så när vi satte ihop det i Chicago visste vi att det skulle passa”, sa Silva.
Temperatur, tid och lastbilsvibrationer kan göra att den rullade plåten lossnar. Det räfflade gallret är inte bara utformat för att öka skivans styvhet, utan också för att bibehålla skivans form under transport.
Därför, med förstärkningsnätet på insidan, värmebehandlas och kyls plattan för att lindra materialpåfrestningar. För att ytterligare förhindra transportskador tillverkas vaggor för varje platta, som sedan lastas på behållare, cirka fyra åt gången.
Containrarna lastades sedan i halvfabrikat, cirka fyra åt gången, och skickades till Chicago med PSI-besättningar för installation med MTH-besättningar. Den ena är logistikpersonen som koordinerar transporterna, och den andra är arbetsledaren på det tekniska området. Han arbetar med MTH-personal dagligen och hjälper till att utveckla nya teknologier efter behov, säger Silva naturligtvis en mycket viktig del av processen.
Lyle Hill, VD för MTH, sa att MTH Industries från början hade till uppgift att säkra den eteriska skulpturen till marken och installera överbyggnaden, sedan svetsa plåtarna till den och ge den slutliga slipningen och poleringen, med tillstånd av PSIs tekniska vägledning.Färdigställandet av skulpturen innebär en balans mellan konst och praktisk;teori och verklighet;erforderlig tid och schemalagd tid.
Lou Cerny, MTH:s vice vd för ingenjörsvetenskap och projektledare, sa att det som intresserar honom med projektet är dess unika.” Så vitt vi vet pågår det saker på just det här projektet som aldrig har gjorts tidigare, eller som aldrig riktigt har övervägts tidigare, säger Cerny.
Men att arbeta med ett första jobb i sitt slag kräver flexibel påhittighet på plats för att möta oförutsedda utmaningar och svara på frågor som uppstår när arbetet fortskrider:
Hur monterar man 128 bilstora rostfria stålpaneler på en permanent överbyggnad samtidigt som man hanterar dem med barnhandskar?Hur svetsar man en gigantisk bågformad böna utan att förlita sig på den?Hur går man igenom en svets utan att kunna svetsa från insidan?Hur får man en perfekt spegelfinish för svetsningar i rostfritt stål om det kommer att ske i en fältmiljö?
Det första tecknet på att detta skulle bli ett exceptionellt svårt projekt, sa Cerny, var när konstruktionen och installationen började på utrustningen på 30 000 pund. Stålkonstruktionen som stöder skulpturen.
Medan det zinkrika konstruktionsstålet som PSI tillhandahållit för att montera underbyggnadsbasen var relativt enkelt att tillverka, låg underbyggnadsplatsen till hälften över restaurangen och hälften över parkeringen, var och en på olika höjd.
"Så underkonstruktionen är typ av fribärande och ranglig," sa Cerny. "Där vi lade mycket av detta stål, inklusive i början av själva plåtarbetet, var vi faktiskt tvungna att få kranen att köra in i ett 5-fots hål."
Cerny sa att de använde ett mycket sofistikerat förankringssystem, inklusive ett mekaniskt förspänningssystem, liknande den typ av grejer som används vid kolbrytning, och några kemiska ankare. När underkonstruktionen av stålkonstruktionen är fixerad i betongen är det nödvändigt att bygga en överbyggnad som skalet ska fästas på.
"Vi började installera fackverkssystemet med två stora tillverkade 304-o-ringar av rostfritt stål - en på den norra änden av strukturen och en på den södra änden", säger Cerny (se figur 3). Ringarna hålls samman av kors-korsande rörfackverk. Ringkärnan är konstruerad i sektioner och bultad in situ med hjälp av GMAW och svetsade stångsvetsar.
”Så det finns en stor överbyggnad som ingen någonsin har sett;det är enbart för strukturell inramning, säger Cerny.
Trots bästa ansträngningar för att designa, tillverka, tillverka och installera alla nödvändiga komponenter för Auckland-projektet, är denna skulptur aldrig tidigare skådad och att bryta nya vägar kommer alltid med grader och repor. Likaså är det inte så enkelt att kombinera ett företags tillverkningskoncept med ett annat som att skicka stafettpinnen. Dessutom orsakade det fysiska avståndet mellan anläggningarna en viss leverans på platsen, vilket orsakade en del förseningar på plats.
"Medan monterings- och svetsprocedurerna var planerade i förväg i Oakland, krävde de faktiska förhållandena på plats anpassningsförmåga från alla," sa Silva. "Och den fackliga personalen är verkligen fantastisk."
Under de första månaderna var MTH:s dagliga rutin att ta reda på vad dagens arbete innebar och hur man bäst tillverkade en del av komponenterna för att montera hjälpramen, samt några stag, ”stötdämpare”, armar, pinnar och stift.Pogo-pinnarna som behövs för att skapa ett tillfälligt sidosystem, sa Er.
"Det är en pågående process av design och tillverkning i farten för att hålla saker i rörelse och få dem till platsen snabbt.Vi lägger mycket tid på att sortera igenom det vi har, designa om och designa om i vissa fall, och sedan tillverka de delar som krävs.
"Bokstavligen, vi kommer att ha 10 saker på tisdag som vi måste leverera på plats på onsdag," sa Hill. "Det är mycket övertid och mycket butiksarbete som görs mitt i natten."
"Omkring 75 procent av kortets upphängningskomponenter är tillverkade eller modifierade på fältet," sa Cerny.Jag skulle vara i butiken till 02:00, 03:00 och jag skulle gå hem 05:30 för att duscha och hämta ingredienserna, fortfarande våt.
Det tillfälliga upphängningssystemet MTH för montering av huset består av fjädrar, stag och kablar. Alla skarvar mellan plattorna är tillfälligt bultade samman.” Så hela strukturen är mekaniskt sammankopplad, upphängd från insidan, med 304 takstolar, säger Cerny.
De börjar med kupolen vid basen av omhalus-skulpturen – "naveln på naveln". Kupolen hängdes upp från takstolarna med hjälp av ett tillfälligt fjäderstödsystem med fyra punkter bestående av hängare, kablar och fjädrar. Cerny sa att fjädern ger ett "ge och ta" eftersom fler brädor läggs till. Fjädrarna justeras sedan om av varje platta för att balansera vikten.
Var och en av de 168 brädorna har sitt eget fyrapunkts fjäderstödsystem så att det stöds individuellt när det är på plats.” Tanken är att inte överbetona någon av skarvarna eftersom dessa leder är sammansatta för att uppnå ett 0/0-gap,” sa Cerny.
Som ett bevis på noggrannheten i PSI:s arbete är monteringen mycket bra med få luckor. "PSI har gjort ett fantastiskt jobb med att tillverka panelerna", säger Cerny. Jag ger dem all ära för i slutändan passar det verkligen.Passformen är riktigt fin, vilket är fantastiskt för mig.Vi pratar bokstavligen tusendelar av en tum.Dessa tallrikar sätter ihop en stängd kant.”
"När de är klara med monteringen tror många att det är gjort," sa Silva, inte bara för att sömmarna är täta, utan också för att de färdigmonterade delarna, med sina högpolerade spegelblanka plåtar, har spelat in för att reflektera omgivningen. Men ändsömmarna är synliga, flytande kvicksilver har inga sömmar. Dessutom behövde den fortfarande skulptureras fullt ut för att sin framtid skulle hållas fast. , sa Silva.
Slutförandet av Cloud Gate måste skjutas upp under parkens stora invigning hösten 2004, så omhalus var en live-GTAW, och det pågick i några månader.
"Du kan se små bruna fläckar, som är TIG-lödfogar runt hela strukturen," sa Cerny. "Vi började bygga om tälten i januari."
"Nästa stora tillverkningsutmaning för detta projekt var att svetsa sömmen utan att förlora formnoggrannheten på grund av svetskrympningsdeformation," sa Silva.
Plasmasvetsning ger den nödvändiga styrkan och styvheten med minimal risk för skivan, sa Cerny. En blandning av 98 % argon/2 % helium fungerar bäst för att minska nedsmutsning och förbättra sammansmältningen.
Svetsare använder plasmasvetsningstekniker med nyckelhål med hjälp av Thermal Arc®-kraftkällor och speciella traktor- och brännare som utvecklats och används av PSI.