3 D打印機在圖書館服務中的應用與分析

梁 琦

（大連圖書館 遼寧大連 116012）

1 3D打印技術的發展與應用現狀

3D打印技術是以計算機三維設計模型為藍本，通過軟件分層離散和數控成型系統，利用激光束、熱熔噴嘴等方式將金屬粉末、陶瓷粉末、塑料、細胞組織等特殊材料進行逐層堆積黏結，最終疊加成型，制造出實體產品。

目前，由于3D打印機支持很多種材料，因此它被廣泛應用在工業設計、建筑設計、磨具制造、醫學、航空航天、家電食品等不同領域，也將在教育、地理信息系統、人類學、娛樂等更多的領域產生影響。特別是在教育方面，3D打印同計算機一樣，已被數學課、生物課、藝術課、歷史課及文學課的課堂所采用。如在美國國家科學基金會、國家科學數字圖書館和圖書博物館協會的資金支持下，美國康奈爾大學的教授和圖書館管理員們為數字圖書館設計了傳動模型（K-MODDL），以便為傳動/運動幾何學和激情發展史的相關課程提供開放的多媒體教學資源。

2 3D打印機在圖書館服務之中的應用分析

2.1 3D打印機在圖書館服務中的應用現狀

3D打印技術為教育行業注入了新的活力，也為圖書館的用戶服務提供了新的技術支持與發展動力，成為了國內外圖書館特別是高校圖書館的一個新的研究與實踐熱點。

國外圖書館利用3D打印機中，最典型的實踐案例是與阿拉巴馬大學圖書館。一直以為用戶打造電子科研環境為目標的阿拉巴馬大學圖書館，于2012年年底建立了一個由一臺3D雙頭打印機、15臺3D模型設計工作站和相關的附屬設備組成的開放式3D打印工作室，以向全校師生提供3D打印特色服務。阿拉巴馬大學圖書館的3D打印工作室為了向用戶提供所倡導的開放式服務，不但樹立了開放式的服務理念、構建了開放式的3D打印機使用環境，還實行開放式的管理模式，制定了用戶培訓計劃與一套作為圖書館工作人員和用戶的培訓指南的標準作業程序手冊。阿拉巴馬大學圖書館憑借著3D打印工作室項目在服務理念、管理模式、項目評估、應用推廣等方面的創新，因而獲得了2013年美國斯坦福大學設立的全球性研究圖書館創新獎提名。此外，還有如密歇根大學圖書館、內華達大學雷諾校區圖書館、邁阿密大學圖書館、康內爾大學圖書館等。

相比較國外圖書館的3D打印機應用，國內的3D打印機引進時間較晚，且目前主要局限于經濟發展最快的長三角地區。2013年5月，上海圖書館宣布正式引進兩臺3D打印機，宣告著3D打印機真正進入到了我國圖書館界。上海圖書館的3D打印機主要向讀者提供3D打印服務，與普通的圖書館復印和打印服務一樣，用戶只需提供3D打印的數字文件及費用即可，盡管服務的價格主要以讀者所需打印的3D物件的厚度、精度及打印時間綜合而成，但對收費標準還未制定。此外，我國還有蘇州圖書館、上海交通大學圖書館、復旦大學圖書館、武漢大學圖書館等也在2013年先后引進了3D打印機，其中：蘇州圖書館的3D打印機（兩臺）系江南嘉捷電梯股份有限公司所捐贈，以讓更多的孩子去體驗和了解這一新的技術；武漢大學圖書館的3D打印機（一臺）是由該校2007級城市設計學院城市規劃專業畢業生顧浩其所在工作室為母校所提供的。值得一提的是，國內的圖書館在3D打印機的服務應用中方式多樣，創新點頗多，如復旦大學圖書館為了拓寬學生眼界，普及科技前沿知識，為3D打印愛好者提供展示舞臺，面向全校師生征集具有復旦元素的3D打印建模，經初步篩選，對符合打印要求的作品3D打印后在向全校師生展示；武漢大學圖書館由于3D打印服務遠遠滿足不了學生需求而建立了預約制度，并為了鼓勵學生提供原創作品進行3D打印，對原創作品優先安排；上海交通大學圖書館為了讓更多的用戶了解和應用3D打印機而采取了舉辦 “3D打印·從想象到現實”講座、舉辦“思源杯”3D 打印設計大賽、成立“圖書館 3D打印機小組”等措施。

2.2 3D打印機在圖書館服務中的應用特點與分析

從以上國內外圖書館的3D打印機應用現狀可以看出，盡管3D打印技術還屬新生事物，3D打印機的價格也非常昂貴，但國內外的圖書館已關注到了該項技術與提供打印服務所帶來的價值，一些經濟較好的圖書館特別是高校圖書館通過采購或捐贈等方式，積極引進3D打印機，并將其運用到圖書館學習空間構建、成立3D打印室等領域，延伸了圖書館的服務內容與領域，也引領了圖書館服務的未來發展方向，創新了圖書館服務模式。仔細分析國內外圖書館的3D打印機應用成功案例，會發現有著一定的特點，對這些特點的理性分析也將為將來圖書館3D打印機的更好應用提供借鑒與指導。首先，3D打印機來源廣泛。因為3D打印機價格昂貴，加之打印耗材也都是價格居高的合成材料，因而目前進行大量的引用還不現實，國內的武漢圖書館與蘇州圖書館通過捐贈方式來配置3D打印機為我們提供了思路，特別是對于一些有3D打印技術研究中心、研究實驗室的高校圖書館，還可以拓寬思路，采取與研究中心合作等形式，來為圖書館的3D打印服務提供發展路徑；其次，3D打印機的服務形式多樣，圖書館3D打印機提供的不止是簡單的3D打印，而是通過3D打印機來啟發用戶的靈感與創新熱情，還可通過如上海交通大學圖書館建立興趣小組、復旦大學圖書館依靠3D打印機舉辦建模大賽活動等方式豐富3D打印機的服務功能；再次，完善的管理制度。阿拉巴馬大學圖書館所制定的開放管理模式以及圖書館員與用戶培訓手冊，都值得后來的圖書館效仿和學習。唯一不足的是，從目前的應用實踐來看，對于3D打印機的收費標準，因為需考慮的因素太多，且許多圖書館都是最近引進，因而提供的都是免費服務，制定合理的收費標準或將是未來的一大研究熱點與實踐探索難點。

2.3 3D打印機在圖書館服務之中的應用障礙分析

盡管目前3D打印機已在諸多領域得到了應用，業界對其的發展也注入了極高的期望，但對以服務大眾用戶的圖書館特別是公共圖書館來說，在用戶服務中引入的大量的3D打印機還存在諸多的障礙，其中，成本、效率、知識產權及材料選擇等將是不可避免的主要障礙。

（1）成本障礙。復雜的打印程序、較長的打印時間、極高的機器保養費用、高價的化學聚合物打印材料等，使得3D打印機的成本十分昂貴。對主要提供知識與信息的圖書館來說，有限的設備購置費用很難用來購買大量的3D打印機，在應用時還不得不考慮到時間及規模成本，因此，從短期發展現狀來看，3D打印機在成本上沒有優勢，只能是圖書館在構建體驗中心、專業學科服務、學習空間構建時的一大補充或輔助設備。

（2）效率障礙。盡管3D打印機的出現被業界分析認為將對制造業特別是勞動密集型企業帶來深遠的負面影響，但對圖書館來說，這個觀點還有待商榷。因為3D打印是一層層來制作物品，如果想把物品制作的更精細，則需要每層厚度減小；如果想提高打印速度，則需要增加層厚，而這勢必影響產品的精度質量。而圖書館需向用戶提供快捷的信息與知識服務，如果將服務的產品轉向提供經3D打印機打印而成、附加了大量知識元素的實物模型，服務的效率是否能得到用戶滿意，都將成為疑問。

（3）知識產權保護障礙。3D打印機讓資本和工作重組，產品容易被復制和擴散，相關專利變得難以保護，盜版幾率大增。對圖書館來說，由于面對廣大的用戶，在應用3D打印機時進行相關知識產權的保護將是無法逃避的問題。

（4）材料障礙。3D打印不是一項高深的技術，與普通打印的區別就在于打印材料。目前的打印材料主要是化學聚合物，為了滿足市場需求，多家企業已展開了對所需材料的合成與聚合，但目前來看，發展還并不讓人滿意，材料的數量還非常有限。如以色列的Object是當前3D打印技術掌握最多打印材料的公司。它已經可以使用14種基本材料并在此基礎上混搭出107種材料，兩種材料的混搭使用、上色也已經是現實。但是，這些材料種類與人們生活的大千世界里的材料相比，還相差甚遠。同時，這些材料的價格也不相同，便宜的幾百元一公斤，最貴的要四萬元左右。如何選擇材料，對包括圖書館在內的所有領域都是一大難題。

（5）倫理障礙。3D打印技術自誕生初期，就讓世界看到了其隱含的一系列擔憂，其中，倫理問題是主要的擔心之一。人們都在想，如果世界所有物體、所有事物都可以用來重新打印和復制，社會的倫理秩序將會變得混亂不堪。對圖書館來說這一點也是障礙與挑戰之一，如何防范和界定，以防為用戶提供的打印產品超出了社會正常的倫理認知范疇，必將是3D打印機廣泛應用于圖書館服務之時需思考的問題之一。

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［17］圖書館 3D 打印機小組招人啦［EB/OL］.［2013-10-23］.http://tieba.baidu.com/p/2497391738.

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