本周在芝加哥国际制造技术展的展厅中，世界首辆 3D 打印汽车似乎从空气中一层一层、一英寸一英寸地显现出来。
Strati 以意大利语“层”命名，使用一种称为直接数字制造的工艺，在 44 小时内一次打印成型——从计算机设计到物理对象的无缝制造组件。这是首次使用这种方法制造汽车，而且碰巧也是一辆纯电动汽车。
该车辆的机械部件，包括电池、电机和悬架，均来自各个来源，例如雷诺的城市电动汽车 Twizy。一个工程师团队将在今天快速组装车辆的最终部件，如果一切顺利，明天将进行历史性的首次试驾。
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该项目由总部位于亚利桑那州的自称为车辆创新公司 Local Motors 牵头。据首席执行官约翰·罗杰斯称，Strati 标志着汽车历史上的突破，证明汽车可以以全新的方式制造出来。
他说：“我们整个赌注都押在军队或普通民用消费者或车队客户身上，如果您可以改变制造车辆的方式，并且做得更快，那么您就可以更快地抓住随之而来的创新。”
Strati 被认为是一款双座“社区”电动汽车，续航里程为 100 至 120 英里（取决于电池组），最高时速为 40 英里/小时。由于它不是为高速公路设计的，因此 Strati 无需通过所有标准安全测试即可获得许可。Local Motors 计划在今年年底前开始销售量产级汽车，价格在 18,000 美元到 30,000 美元之间。
但也许比 Strati 本身更新颖的是它的制造方式。快速、本地化、灵活的制造可能对经济、社会和环境产生广泛的影响。
制造业的未来是本地化吗？
Local Motors 以制造 Rally Fighter 越野车而闻名，在短时间内取得了长足的进步。当 Local Motors 在 1 月份与美国能源部橡树岭国家实验室签署合作协议时，它没有打印机，没有打印材料，也没有汽车的设计。
所有这些任务都在短短六个月内完成。该公司在过去三个月开始打印，完成一辆汽车的打印时间已从 140 多个小时缩短到本周的不到 45 个小时。
罗杰斯说：“我们预计在未来几个月内将降至 24 小时以下，最终降至 10 小时以下。” “这只是几个月的时间。今天，底特律或德国最好的水平是在 [生产] 线上花费 10 个小时，这已经是数百年来进步的结果。”
Local Motors 的使命是制造得更快，但也更民主。大规模制造将工作和收入集中在特定区域，而 3D 打印可以使任何城市甚至个人家庭都具备创造能力。就车辆而言，这意味着拥有大量天然气供应的社区可能会决定制造天然气动力汽车，拥有氢气资源的社区可能会决定制造氢动力汽车，或者拥有清洁电力结构的社区可能会决定制造电动汽车。
对于罗杰斯来说，本地制造的能力就是本地创新的能力。然后，这些创新可以逐步向上渗透到生产链中，达到大规模生产。
他说：“未来，您仍然会有……您的底特律制造一种产品，产量达到数百万件。” “然后我认为您会看到微型工厂的例子，它们以较低的产量（每年 10,000 件、15,000 件）盈利，并向大型工厂展示他们接下来应该建造什么。”
3D 打印工艺的灵活性使其在小批量生产中相对于传统制造具有成本效益。大规模生产涉及制造模具和工具的高启动成本，但一旦流程开始，每单位成本非常低，而 3D 打印产品的每单位成本较高，但产品可以在几天内完成原型设计和重新设计，只需材料成本即可。这使得创建定制产品变得容易。
例如，Strati 的设计是从 Local Motors 在线社区提交的 200 多个条目中选出的。Local Motors 决定采用电动动力总成，因为它零件较少，因此构造相对简单。
开源平台是 Local Motors 项目的核心。与此同时，其他汽车制造商才刚刚开始接受这一概念。
速度，而非专利，才是制胜之道
罗杰斯说，七年前他会见特斯拉汽车公司首席执行官埃隆·马斯克时，马斯克告诉他，Local Motors 的开源方法永远不会成功，因为工程师不喜欢合作。特斯拉汽车公司在 6 月份宣布，它将公开所有专利（气候专线，6 月 13 日），这似乎改变了方向。
罗杰斯说：“我认为我们是其中最重要的部分。” “我们一直在推动行业说，对每个人来说，优势在于制造速度，而不是保护主义。我很高兴看到埃隆已经弄清楚了这一点。”
他还补充说，特斯拉决定发布其知识产权“是向世界展示技术领导者相信的绝佳机会，他们不压制创新者，而是授权他们站在彼此的肩膀上，更快地前进”。 “这意义重大。它表明专利系统不是创新的正确途径。”
3 月，通用电气公司宣布与 Local Motors 建立合作伙伴关系，以使用 Local Motors 的 First Build 开源平台构建下一代 GE 产品并将其商业化。通用电气也是 3D 打印的坚定支持者，目前该公司已使用 300 多台打印机。
去年，通用电气和开源工程社区 GrabCAD 发起了一项全球 3D 打印挑战赛，旨在设计喷气发动机支架。来自印度尼西亚中爪哇岛的工程师 M Arie Kurniawan 凭借其设计赢得了比赛，该设计在保持零件完整性和机械性能的同时，重量减轻了 30%。
Lux Research 的研究员兼近期 3D 打印市场报告的作者安东尼·维卡里表示，使用更少的零件和更少的材料制造复杂形状而又不牺牲强度是 3D 打印的主要优势之一。更轻的设计还为航空航天和汽车工业带来了直接的节能效益，例如减少燃料消耗。
更多能源，更少浪费
然而，融合塑料或金属粉末进行 3D 打印需要大量能源。
维卡里在今年早些时候的一次采访中说：“如果您使用 100 瓦的激光几个小时来制造一个零件，或者如果您将构建腔加热到塑料的熔点几个小时过夜，那将是一个非常耗能的生产过程。” “如果您只关注特定步骤，您将看不到节能效果。”
他补充说：“就像气候和能源领域的许多事情一样，您必须对每个零件进行生命周期分析，才能获得真正准确的答案。”
弗吉尼亚州亚历山大市另类未来研究所的高级研究员罗伯特·奥尔森说，了解 3D 打印的环境方面如此复杂的部分原因是，打印技术和打印材料的类型太多了。他说，有些技术使用的能源是传统制造工艺的数百倍。
Strati 由热塑性塑料制成，使用大型增材制造 (BAAM) 机器。虽然该工艺耗能，但它具有完全可回收的单独环境效益。为了使材料能够重复使用，只需将其切碎并重新加工成另一辆汽车即可。钢和铝制汽车也可以回收利用，但去除解构过程中的胶水和油漆更为复杂和耗时。
一些 3D 打印工艺在构建过程中也比传统制造浪费更少的材料。但奥尔森说，这并非适用于所有类型。
他还表示，分布式制造模式在能源使用方面是更好还是更差尚不清楚。
奥尔森说：“有人声称 3D 打印确实可以节省运输能源，因为如果您在要使用物品的地方附近制造物品，就不必运输它们。” “但另一方面……您将把机器运送到各地，并将使用的材料运送到各地，而不是仅仅运送到更集中的制造工厂。”
他说：“这只是不那么明确。” “人们只是没有进行仔细的分析，看看这些说法是否经得起时间的考验。”
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