Kézi rajzoktól a megvalósulásig
Esettanulmány az örkényi Trianon-emlékmű tervezéséről
Bevezetés
A trianoni békeszerződés megkötésének 100. évfordulója alkalmából kiírt örkényi Nemzeti Összetartozás Emlékmű pályázatot Balogh Eleonóra Ferenczy Noémi-díjas üvegművész nyerte meg „Kohézió” elnevezésű művével. A látványterveknek megfelelően ez egy acélgömb, melyet egy spirális üveglapokból álló héj ölel körül.
A forma, majd az ebből következő névválasztás fő indoka az volt, hogy a gömb a természetben megtalálható legerősebb geometriai alakzat. Tökéletes megjelenését felületi feszültsége alakítja egyenletes, kikezdhetetlen formává. A gömb formája lényegében a benne rejlő számtalan kisebb részecske közötti összetartó erő, vagyis kohézió mentén rendeződik össze. A gömbforma, a mag tehát adott, volt, mely az Anyaországot testesíti meg az alkotásban, ehhez a központi elemhez jött a körülötte futó lebegő sáv a körülöttünk élő rokon nemzetek kulturális sokszínűségét jelképezve.
A mag és a lebegő héj együttes kompozíciója szintén gömbformát alkotnak, mely szellemiségében a Kárpát-medencében élő népeket összetartó kohéziós erőt hivatott szimbolizálni. A tökéletes végeredmény eléréséhez tehát fontos volt, hogy szoros egységet alkosson a kompozíció mögötti gondolatiság és a megjelenítés. A cél egy lendületes formájú, az áteső, vetített fényektől állandó optikai mozgásban lévő, színeit is folyamatosan változtató üveg-krómacél köztéri alkotás elkészítése volt.
A tervezési folyamatban tehát végig szem előtt kellett tartanunk, hogy a művésznő kéréseinek és céljainak megfelelően a téma mélységét és gondolatiságát érzékeltetni lehessen a forma és az üveg természetén keresztül. Mindehhez olyan műszaki megoldásra volt szükség, ami az üveglapokat helyezi előtérbe, amivel a tartószerkezet és az üveglapok rögzítése a lehető legvékonyabb, legrejtettebb, mégis ellenáll a környezeti hatásoknak és elbírja az üveglapok súlyát. Itt került képbe a CAD-CAM 3000 Kft.
A műszaki megvalósításhoz egy jól képzett, tapasztalt és együttműködő mérnöki partnerre volt szükség, referenciáink és konstruktív hozzáállásunk pedig hamar meggyőzték a művésznőt, hogy erre csapatunk a legjobb megoldás.
Az alapgeometria létrehozása
Az első kihívást maga a spirális geometria megalkotása jelentette. A modern CAD software-ekben egy egyszerű spirál létrehozása már nem jelent problémát, azonban gömb alakban csavart görbe megalkotása már nem olyan egyértelmű. Szerencsére a tervező programok többsége lehetőséget nyújt egyenlet alapú görbék készítésére, így a vázlatoknak megfelelően ahhoz, hogy az 1,4 m átmérőjű gömb alakban körbefutó 250 mm magas üveglapok között állandó 150 mm távolságot tartsunk, mérnökeink az alábbi egyenletet alkották meg gömbi koordináta rendszerben:
0 ≤ t ≤ 1; r = 700; θ = t*180; ψ = t*360*5.475
A spirál két vége az üveglapok mérete miatt egyrészt felesleges, másrészt kivitelezés és gyártásbeli problémák sokaságát veti fel, ezért azokat adott ponton le kell metszeni. Az egyszerűbb gyártás elősegítése érdekében úgy vágtuk le a végeket, hogy a lehető legmagasabb görbületi sugár mellett az esztétikai elvárásoknak is megfeleljen.
Az üveglapok modellezése
A bázisgörbe megalkotása után következhetett az üveglapok spirál mentén történő modellezése. Ezen a ponton már koncepció szinten a megengedhető legkisebb méretű hajlított rozsdamentes acélcső vázkeretben gondolkodtunk és ahhoz, hogy azt szilárdsági vizsgálatoknak vethessük alá, szükség volt az üveglapok súlya okozta terhelés pontos meghatározására.
Az üveglapok formája minden pontban egyedi és érintősíkja a képzeletbeli gömbnek, méretük és egymástól való távolságuk pedig adott. A végeken elvékonyuló egyedi véglapok kivételével ~100 üvegtáblát kellett volna egyesével modellezni, itt azonban bevetettük a szoftver által nyújtott automatizált modellezési technikákat, és egy-egy lapot az előző, apró módosításokon átesett másolataként hoztuk létre.
Az elvékonyodó véglapok kialakítására többféle változatot is kidolgoztunk, a végleges dizájnt végül a megrendelővel szoros együttműködésben az ábrán látható módon hoztuk létre és ezzel létrejött az összesen 111 db egyedi panel. Ez a gyakorlatban természetesen csak 56 egyedi üveglapot jelent, hiszen a középső panel kivételével minden alsó íven elhelyezkedő darab a felső ívre illeszkedő tükrözött párja, azonban a gyártási és kivitelezési keveredések elkerülése érdekében, mind a 111 darabot különálló alkatrészként kezeltük.
Vázkeret és FEM
A vázkeretet a korábban említett módon, a lehető legvékonyabb hajlított rozsdamentes acél csőből képzeltük el. Az első tisztázandó kérdés mégis a plasztika végleges orientációja volt, melyet a művésznő határozott elképzelésinek megfelelően állítottunk be, ezután következhetett csak a tartószerkezet szilárdsági vizsgálata. Az első eredmények még minket is megleptek, egy 30×3-as acélcső több mint fél méter elmozdulást szenvedett az üveglapok és a cső saját önsúlyának hatására, de még egy 60×4-es cső sem bírta el a saját súlyát 5 cm deformáció nélkül, noha utóbbi gyártása már igencsak aggályos.
Ezt követően több alternatív keresztmetszetet is kipróbáltunk, de hamar világossá vált, hogy a szerkezet további merevítések nélkül nem képes elviselni még a saját súlyát sem jelentősebb lehajlás nélkül, ezért több lehetséges változatot is kidolgoztunk a stabilitás növelésre.
A tervezésnek ebben a szakaszában a látványtervek mellett rendkívül hasznosnak bizonyult az egyes CAD software-ek által nyújtott kiterjesztett valóság alkalmazás is, mellyel már ilyen korai stádiumban is tetszőleges környezetben, valós méretben megtekinthető és körbejárható volt a plasztika, csupán egy okoseszköz segítségére volt szükség.
A merevítés tervezése során Balogh Eleonóra határozott elképzelései és iránymutatása segítette a munkánkat, és ennek eredményeképpen egy, a művésznő által esztétikailag megfelelő, és műszaki szempontból is elfogadható megoldás született, melyet sikerrel támogatott mind a kiterjesztett valóság, mind pedig a végeselemes analízis szoftverünk. A szerkezet rugalmasságából adódóan kismértékű lehajlással már ekkor is számoltunk, de az a méretekhez képest elfogadható volt még plusz terhelések hatására is.
Ezen kívül modellezésre került a vázkeret alapja, a belső acélgömb, illetve az üveglapokat tartó kis lemezek is, melyek a csőspirálra ponthegesztéssel kerültek.
Az üveglapok rögzítését illetően szintén több változat is szóba került, a megrendelő végül a csavarkötés és ragasztás mellett döntött, mellyel a kisebb gyártási pontatlanságok könnyebben kiküszöbölhetők, és – az üveglapok sérülékenységét is szem előtt tartva – később könnyen cserélhetők.
Dokumentáció
A rajzi dokumentálás során kiemelt figyelmet fordítottunk a gyártási előírások mellett – a pontos kivitelezés elősegítése érdekében – az egyes üveglapok és az azok rögzítéséhez szükséges lemezek pozíciójának és orientációjának pontos definiálására is.
A 111 db panel rajzának elkészítése rendkívül időigényes és monoton feladat lett volna, amibe könnyen belecsúszik a hiba. Erre a feladatra ezért egy automatizáló programot készítettünk, ami az üveglapokat megfelelően számozza, a kontúrját mindig azonos orientációban helyezi el a rajzlapon, feliratozza azt és menti PDF formátumban. Így a 111 rajz egyetlen gombnyomásra elkészült.
Gyártás és kivitelezés
Innentől pedig a gyártók és kivitelezők gondoskodtak arról, hogy a tervekből valóság váljon. A vázkeret gyártásáról a cső és lemezhajlítások svájci specialistája, a PEMAT AG gondoskodott, a felületkezelést Várkonyi Gábor és Rendi Csaba végezték, az üveglapok az MKM Üveg Design Kft-nél és Gillard Kft-nél készültek, az összeállítás a Plangár Bt. műhelyében történt, a műtermi munkálatok pedig Nemes Csongor és Imre Katalin keze munkáit dicsérik.
Különleges alapanyagok, speciális gépek, több tucat ember kreatív és kétkezi munkája, és természetesen ezek kohéziója, Balogh Eleonóra és az ő úttörő művészi kreativitása alkotta meg az örkényi nemzeti összetartozás emlékművet. Büszkék vagyunk rá, hogy részesei lehettünk ennek a modern és formabontó mű létrejöttében.
