Скульптура «Облачные ворота» в Миллениум-парке в Чикаго, созданная Анишем Капуром, напоминает жидкую ртуть, органично отражающую окружающий город. Достижение этой целостности – это труд любви.
«То, что я хотел сделать с Миллениум-парком, — это сделать что-то, что имитирует горизонт Чикаго… чтобы люди могли видеть, как плывут облака, и эти очень высокие здания отражаются в работе. И то, потому что это у ворот. Форма, участник, зритель смогут войти в это очень глубокое помещение, которое в некотором роде делает с отражением человека то же, что внешний вид произведения делает с отражением окружающего города. Аниш Капур, скульптор Cloud Gate
Глядя на безмятежную поверхность гигантской скульптуры из нержавеющей стали, было бы трудно догадаться, сколько металла и кишок скрывается под поверхностью. Cloud Gate содержит истории более 100 производителей металла, резчиков, сварщиков, отделочников, инженеров, техников, слесарей, монтажников и менеджеров – над созданием книги работали более пяти лет.
Многие работали сверхурочно, работали в мастерских посреди ночи, разбивали лагеря на строительных площадках и работали при 110-градусной жаре в полных защитных костюмах Tyvek® и полумасках-респираторах. Некоторые работают в антигравитационных положениях, с подвешенными на ремнях инструментами, и работают на скользких склонах. Все идет немного (и даже дальше), чтобы сделать невозможное возможным.
Скульптура из нержавеющей стали весом 110 тонн, длиной 66 футов и высотой 33 фута, воплощающая неземную концепцию парящих облаков скульптора Аниша Капура, является работой производственной фирмы Performance Structures Inc. (PSI), Окленд, Калифорния, и MTH. Миссия, Вилла Парк, Иллинойс. К своему 120-летнему юбилею компания MTH является одним из старейших подрядчиков по производству металлоконструкций и стекла в районе Чикаго.
Реализация требований проекта потребует художественного исполнения, изобретательности, механических знаний и производственных ноу-хау от обеих компаний. Делали на заказ и даже создавали оборудование для проекта.
Некоторые проблемы проекта были связаны с его странно изогнутой формой – пуповиной или втянутым пупком – а некоторые – с его огромными размерами. Скульптура, построенная двумя разными компаниями в разных местах на расстоянии тысяч миль друг от друга, создала проблемы с движением транспорта и стилем. Многие процессы, которые необходимо выполнять в полевых условиях, трудно выполнить в цехе, не говоря уже о полевых условиях. Многие трудности возникают просто потому, что подобные структуры никогда раньше не создавались, поэтому нет ни референсов, ни чертежей, ни дорожных карт.
Итан Сильва из PSI имеет обширный опыт в обрамлении сначала кораблей, а затем и других художественных проектов, и обладает уникальной квалификацией для выполнения этой задачи. Аниш Капур попросил выпускника факультета физики и искусства предоставить небольшую модель.
«Итак, я сделал кусок размером 2 на 3 метра, очень гладкий, изогнутый, полированный, и он сказал: «О, ты сделал это, ты единственный, кто это сделал», потому что он искал его два года. Приходите, попросите кого-нибудь это сделать», — сказал Сильва.
Первоначальный план заключался в том, что PSI полностью изготовила и построила скульптуру, а затем целиком отправила ее в южную часть Тихого океана, через Панамский канал, на север в Атлантический океан и по морскому пути Святого Лаврентия в порт на озере. Мичиган, по словам исполнительного директора. «Корпорация Миллениум Парк» Эдварда, специально разработанная конвейерная система, доставит его в Миллениум Парк, сказал Уллиэль. Ограничения по времени и практичность заставили внести изменения в эти планы. Поэтому изогнутые панели нужно было подготовить к транспортировке, а затем перевезти грузовиком в Чикаго, где MTH собрала основание и надстройку и соединила панели с надстройкой.
Отделка и полировка сварных швов Cloud Gate для придания им цельного вида была одним из самых сложных аспектов установки и сборки на месте. 12-этапный процесс завершается нанесением осветляющих румян, похожих на ювелирный лак.
«По сути, мы работали над этим проектом, производя эти детали около трёх лет», — сказал Сильва. «Это серьезное мероприятие. Требуется много времени, чтобы понять, как это сделать, и проработать детали; знаешь, просто идеально. Наш подход, в котором используются компьютерные технологии и старая добрая металлообработка, представляет собой сочетание ковки и аэрокосмических технологий».
По его словам, сложно изготовить что-то настолько большое и тяжелое с высокой точностью. Самые большие плиты имели в среднем 7 футов в ширину, 11 футов в длину и весили 1500 фунтов.
«Выполнение всей работы в САПР и создание рабочих чертежей для этого продукта само по себе было большим проектом», — говорит Сильва. «Мы используем компьютерные технологии для измерения пластин и точно оцениваем их форму и кривизну, чтобы они правильно подходили друг к другу.
«Мы провели компьютерное моделирование, а затем разобрали его», — сказал Сильва. «Я использовал свой опыт в изготовлении корпусов и понял, как разделить форму так, чтобы линии швов работали правильно и мы могли получить результаты наилучшего качества».
Некоторые тарелки имеют квадратную форму, некоторые имеют форму пирога. Чем ближе они к резкому переходу, тем более они кругообразны и тем больше радиус радиального перехода. Вверху они более плоские и крупнее.
По словам Сильвы, плазменная резка нержавеющей стали 316L толщиной от 1/4 до 3/8 дюйма сама по себе достаточно прочна. «Настоящая задача заключалась в том, чтобы придать огромным плитам достаточно точную кривизну. Это было достигнуто за счет очень точного формирования и изготовления системы ребер каждой пластины. Это позволило нам точно определить форму каждой пластины».
Листы прокатываются на 3D-валках, разработанных и изготовленных компанией PSI специально для прокатки этих листов (см. рис. 1). «Это своего рода родственник английского катка. Мы катаем их по технике, похожей на изготовление крыльев», — говорит Сильва. Сгибайте каждый лист, перемещая его вперед и назад по роликам, регулируя давление на ролики до тех пор, пока лист не окажется в пределах 0,01 дюйма от желаемого размера. По его словам, требуемая высокая точность затрудняет плавное формование пластин.
Затем сварщики приваривают изогнутую пластину к внутренней конструкции ребристой системы с помощью флюсовых сердечников. «По моему мнению, поглощение флюса — действительно отличный способ создания конструкционных сварных швов из нержавеющей стали», — объясняет Сильва. «Он обеспечивает высококачественные сварные швы, очень ориентирован на производство и великолепно выглядит».
Вся поверхность досок шлифуется вручную и подвергается механической обработке, чтобы обрезать их с необходимой точностью до тысячных долей дюйма, чтобы они идеально прилегали друг к другу (см. Рисунок 2). Проверьте размеры с помощью точного измерительного и лазерного сканирующего оборудования. В завершение плата полируется до зеркального блеска и покрывается защитной пленкой.
Около трети панелей вместе с основанием и внутренней конструкцией были установлены в ходе пробной сборки перед отправкой панелей из Окленда (см. рисунки 3 и 4). Была запланирована процедура подвешивания пластин, а на некоторых пластинах меньшего размера были сделаны сварные швы, чтобы скрепить их вместе. «Поэтому, когда мы собрали его в Чикаго, мы знали, что он подойдет», — сказал Сильва.
Температура, время и вибрация тележки могут привести к расшатыванию проката. Ребристая сетка призвана не только повысить жесткость доски, но и сохранить форму доски при транспортировке.
Поэтому пластины подвергают термообработке и охлаждению, чтобы снять напряжения материала за счет армирования сетки изнутри. Чтобы дополнительно предотвратить повреждения при транспортировке, для каждой доски были изготовлены кронштейны и загружены в контейнеры по четыре штуки за раз.
Затем контейнеры были загружены на полуприцепы по четыре штуки за раз и отправлены в Чикаго бригадами PSI для установки бригадами MTH. Один — логист, который координирует перевозки, а другой — технический руководитель объекта. Он ежедневно работает с сотрудниками MTH и при необходимости помогает разрабатывать новые технологии. «Конечно, он был очень важной частью процесса», — сказал Сильва.
Президент MTH Лайл Хилл говорит, что первоначально перед MTH Industries было поставлено задание закрепить неземную скульптуру на земле и установить надстройку, затем приварить к ней пластины и выполнить окончательную шлифовку и полировку, а PSI обеспечивала техническое руководство. Завершение скульптуры означало искусство. Баланс с практикой, теория с практикой, необходимое время и запланированное время.
Лу Черни, вице-президент по проектированию и руководитель проекта MTH, сказал, что он очарован уникальностью проекта. «Насколько нам известно, в этом конкретном проекте произошло несколько вещей, которые раньше не делались и не рассматривались», — сказал Черни.
Но разработка первого в своем роде требует ловкой изобретательности, чтобы оперативно реагировать на непредвиденные проблемы и отвечать на вопросы, возникающие по пути:
Как аккуратно установить 128 панелей из нержавеющей стали размером с автомобиль на постоянную надстройку? Как паять гигантские гибкие бобы, не полагаясь на них? Как попасть в сварной шов, не имея возможности сварить изнутри? Как добиться идеального зеркального блеска сварных швов из нержавеющей стали в полевых условиях? Что произойдет, если в него ударит молния?
Черни сказал, что первым признаком того, что это будет исключительно сложный проект, стало начало строительства и установки 30 000-фунтовой платформы. Стальная конструкция, поддерживающая скульптуру.
Хотя изготовление конструкционной стали с высоким содержанием цинка, поставляемой PSI для сборки основания подконструкции, относительно просто, подконструкция расположена на полпути между рестораном и на полпути через автостоянку, причем каждая из них находится на разной высоте.
«Таким образом, основание является консольным и в какой-то момент шатким», — сказал Черни. «Там, где мы установили много этой стали, включая начало работ по производству плит, нам фактически пришлось загнать кран в яму глубиной 5 футов».
Черни сказал, что они использовали очень сложную систему крепления, в том числе механическую систему предварительного натяжения, аналогичную той, которая используется в добыче угля, а также некоторые химические анкеры. После того, как стальное основание закреплено в бетоне, необходимо установить надстройку, к которой будет прикреплена оболочка.
«Мы начали с установки ферменной системы с двумя большими уплотнительными кольцами из нержавеющей стали 304 — одним на северном конце конструкции и одним на южном конце», — говорит Черни (см. Рисунок 3). Кольца скреплены пересекающимися трубчатыми фермами. Подрамник с кольцевым сердечником разрезается на секции и крепится болтами с помощью армирования GMAW и электродной сварки.
«Итак, есть эта массивная надстройка, которую никто никогда не видел; все это ради структурной основы», — сказал Черни.
Несмотря на все усилия по проектированию, проектированию, изготовлению и установке всех компонентов, необходимых для проекта в Окленде, скульптура оказалась беспрецедентной, а новые пути всегда сопровождаются заусенцами и царапинами. Точно так же объединить производственные концепции одной компании с концепциями другой не так просто, как передать эстафету. Кроме того, физическое расстояние между объектами приводит к задержкам доставки, что делает логичным производство на месте.
«Несмотря на то, что процедуры сборки и сварки были заранее разработаны в Окленде, реальные условия на объекте требовали от всех творческого подхода», — сказал Сильва. «А профсоюзный персонал действительно замечательный».
В течение первых нескольких месяцев основная работа MTH заключалась в определении того, что требуется для повседневной работы и как лучше всего изготовить некоторые компоненты, необходимые для сборки подрамника, а также некоторые стойки, «амортизаторы», рычаги и пальцы. и, как сказал Хилл, пого-палки. были необходимы для создания временной системы запасных путей.
«Это непрерывный процесс, проектирование и производство на лету, чтобы все было в движении и быстро доставлялось в поле. Мы тратим много времени на сортировку того, что у нас есть, в некоторых случаях переделывая и переделывая, а затем изготавливаем необходимые детали.
«Только во вторник у нас будет 10 вещей, которые нам нужны на поле в среду», - сказал Хилл. «У нас много сверхурочной работы, и большая часть работы в цехе выполняется посреди ночи».
«Приблизительно 75 процентов сайдинговых конструкций изготавливаются или модифицируются на месте», — говорит Черни. «Пару раз мы делали это 24 часа в сутки. Я была в магазине до 2-3 часов ночи и пришла домой в 5:30 утра, приняла душ, взяла материал, еще мокрый. »
Система временной подвески МТН, используемая при сборке корпуса, состоит из рессор, стоек и тросов. Все стыки между плитами временно скрепляются болтами. «Таким образом, вся конструкция механически соединена и подвешена изнутри на 304 фермах», — сказал Черни.
Мы начали с купола у основания скульптуры пупа – «пуп внутри пупка». Купол подвешивается к фермам с помощью временной четырехточечной подвесной пружинной системы, состоящей из подвесов, тросов и пружин. По словам Черни, по мере добавления дополнительных досок пружины становятся «подарком». Затем пружины регулируются в зависимости от дополнительного веса каждой пластины, чтобы сбалансировать всю скульптуру.
Каждая из 168 досок имеет собственную четырехточечную подвеску и пружинную систему, поэтому они поддерживаются на месте индивидуально. «Идея состоит в том, чтобы не перегружать ни одно из соединений, поскольку они соединены с зазором 0/0», — говорит Черни. «Если доска ударится о доску под ней, это может привести к деформации и другим проблемам».
Свидетельством точности PSI является его превосходная посадка практически без люфта. «PSI проделала фантастическую работу по созданию этих планшетов», — сказал Черни. «Я отдаю им должное, потому что, в конце концов, он действительно подошел. Подгонка была действительно хорошей, и для меня это фантастика. Речь идет буквально о тысячных долях дюйма. ».
«Когда они закончили сборку, многие думали, что все готово», — говорит Сильва, не только из-за плотных швов, но и потому, что полностью собранная деталь и ее тщательно отполированные панели сделали свое дело. его окружение. Но стыковый шов виден, у жидкой ртути швов нет. Кроме того, скульптуру все еще необходимо было полностью сварить, чтобы сохранить ее структурную целостность для будущих поколений, сказал Сильва.
Завершение Cloud Gate пришлось отложить во время торжественного открытия парка осенью 2004 года, поэтому омфалус стал пятном GTAW, поэтому он застрял на несколько месяцев.
«Вокруг конструкции можно было увидеть маленькие коричневые точки, которые были сварены TIG», — сказал Черни. «В январе мы снова начали ставить палатки».
«Следующей большой производственной задачей для этого проекта была сварка швов без потери точности формы из-за усадки сварного шва», — сказал Сильва.
По словам Черни, плазменная сварка обеспечила необходимую прочность и жесткость при минимальном риске для листа. Смесь 98% аргона и 2% гелия лучше всего снижает загрязнение и улучшает плавление.
Сварщики использовали метод плазменной сварки с использованием источника питания Thermal Arc® и специального узла трактора и горелки, разработанного и используемого PSI.
Время публикации: 04 февраля 2023 г.