基于3D打印技術的圖書館服務創新

李　希（奉節縣圖書館，重慶404600）

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基于3D打印技術的圖書館服務創新

李希
（奉節縣圖書館，重慶404600）

［摘要］介紹了3D打印技術，分析了國內外圖書館3D打印技術的應用現狀，以及圖書館應用3D打印技術的意義與存在的障礙，最后提出圖書館應從科技展示、營造創意空間與嵌入式知識服務3個方面開展創新服務。

［關鍵詞］3D打印圖書館服務創新

當前各種新產品、新技術層出不窮，讀者需求也呈現出多樣化、個性化的特點。3D打印是當前應用范圍十分廣泛的技術，為第三次產業革命的重要標志。2010年《時代》周刊將以3D打印技術制造的醫療器官，納入美國50佳發明中。2012年3月美國政府提出振興實體經濟的計劃，并將3D打印技術作為主要發展方向。3D打印技術廣泛應用于航空、科研、軍事等領域，也為圖書館服務創新提供了技術支撐。作為傳播新技術、普及新知識的公共服務機構，圖書館需要不斷完善服務模式，盡量滿足讀者的多樣化需求。當前我國圖書館積極引入3D打印技術，是適應科技新變化的必要舉措。

1　3D打印技術

1.13D打印技術的產生

3D打印技術是以計算機技術為基礎，通過建模與逐層疊加的方式將基材結合起來，進而形成特定三維產品的技術。Charles Hull于1984年發明立體光刻技術，可以看作3D打印的原型［1］。經過三十多年的發展，3D打印技術逐漸成熟，應用范圍涉及軍事、科研、航空、藝術設計等多個領域。例如，我國C919飛機中的鈦合金部件，就是應用3D打印技術制造的。課堂演示中也可以利用3D打印技術將抽象的概念變為現實，構造彩色實體模型，提高教學的趣味性。

1.23D打印技術的原理

3D打印與傳統打印技術存在較大的差異，要求使用者了解材料的特性，掌握三維建模技術，熟悉打印機的工作原理。不同的機器、產品對3D打印材料的要求也不同，并沒有統一標準。打印產品前首先需要建模，并通過CAD軟件進行模型分層，每一層投影出相應的二維信息。將生物細胞、金屬等材料加入3D打印機中，依據CAD圖像逐層將材料黏合起來，通過二維圖形的累積形成三維模型，并對三維實體產品進行上色、固化等后處理，最終得到滿意的產品，工作流程如圖1所示。3D打印中的關鍵技術就是三維建模，需要設計者借助計算機軟件構建模型，并逐層分解以方便打印。

圖1　3D打印的工作流程

1.33D打印技術的特點

3D打印技術對制造行業帶了巨大的影響，正在逐漸改變制造業的生產模式。2012年英國《經濟學家》雜志指出，3D打印技術與其他數字化生產技術的融合，將掀起第三次產業革命。3D打印技術縮短了產品的制造周期，能夠生產外形結構復雜，通過傳統制造技術難以完成的產品，也提升了生產效率。3D打印產品的準確度較高，目前成型產品的制造精度可控制在0.3毫米左右［2］。同時3D打印技術的應用滿足了個性化生產需求，可以加工石材、金屬、高分子聚合物等多種類型的材料，對于新產品的研發也有重要意義。

2　國內外圖書館3D打印技術的應用現狀

2.1國外圖書館3D打印技術的應用

3D打印技術主要應用于制造業中，在圖書館領域的應用并不多見。統計表明，美國引入3D打印技術的圖書館超過45所，占全球74%的比例，其次為澳大利亞和加拿大，均占7.7%的比例。美國為最早在圖書館領域應用該技術的國家，作為3D打印技術的發源地，美國圖書館3D打印技術的應用得到政府的大力支持。美國也擁有大批3D打印機制造廠家，這就為引進3D打印設備創造了便利。從圖書館的類型來看，公共圖書館占70%的比例，學術圖書館占21.56%的比例，其余為高校圖書館。部分圖書館開展了3D打印的深入研究，并且取得了較好的成效。例如，美國內華達州立大學圖書館率先向全校師生提供3D打印與掃描服務，圖書館領導層指出引入3D打印設備的目的就是吸引更多富有創造力的人才，并且要利用一切可利用的先進技術激發讀者的創造性思維。而美國法耶特維爾圖書館利用3D打印技術，并整合工作室與工廠元素，構建出知識共享與自由創作的創意空間［3］。

2.2我國圖書館3D打印技術的應用

我國引入3D打印技術的圖書館不多，但在3D打印服務方面已經取得了一定的成效。上海圖書館于2013年引入兩臺3D打印機，拉開了3D打印技術在我國圖書館的應用序幕。上海圖書館主要應用3D打印機為讀者提供打印服務，讀者需要提供3D打印相關的材料與文件，而圖書館根據讀者所需打印產品的時間、精度與厚度等收費。同時上海圖書館也通過開辦設計競賽，鼓勵更多的人將創意打印成三維實體，并提供相應的創意設計工作室，以提高讀者的創新創造能力。武漢大學圖書館、蘇州圖書館也于2013年引入3D打印設備，其中武漢大學圖書館推出打印預約制，并且鼓勵師生通過3D打印設計更多原創作品。蘇州圖書館主要將3D打印應用于少兒館中，以供孩子們認識與了解3D打印技術。我國圖書館引入3D打印技術的時間較晚，從提供3D打印的圖書館來看，主要服務內容包括科研教學、讀者打印等，部分圖書館也開展了構建信息空間的實踐，不斷拓展3D打印技術的服務范圍。

2.33D打印技術整體應用情況分析

從全球范圍內的統計資料來看，只有美國圖書館3D打印設備的應用較多，而我國圖書館引入時間較短，還需要不斷實踐與摸索。當前大部分圖書館主要將3D打印技術應用于教學演示、科普展出與讀者服務中，深層次應用的案例較少，表明該技術在國內外圖書館的應用均處于摸索階段。大部分圖書館由讀者自行提供打印文件與模型，并沒有提供三維設計服務［4］。雖然3D打印設備的價格相對較高，但很多圖書館已經認識到該技術的應用價值，紛紛通過各種方式引入相關設備，并將其應用于圖書館服務中，豐富了圖書館的服務內容與模式。從國內外圖書館應用3D打印技術的成功案例中發現，3D打印設備價格相對較高，還無法大面積推廣使用，圖書館可以采用與科研機構合作的方式共用資源設備，并且運用多樣化的服務方式啟發讀者靈感。

3　我國圖書館應用3D打印技術的意義與存在的障礙

3D打印技術的應用有助于貫徹落實“以人為本”的服務理念，也是履行圖書館科學教育、創新教育職能，提高館藏資源利用價值的需要。但我國圖書館在3D打印技術應用方面還存在較多障礙，需要結合實際情況探索適宜的應對方法。

3.1我國圖書館引入3D打印技術的意義

圖書館屬于開放性的教學、科研服務平臺，借助3D打印技術開展服務是順應科技進步需求的有益嘗試。引入3D打印技術能夠拓展不同層次用戶的知識面，并吸引更多的科技愛好者。圖書館在為讀者提供文獻資源服務的同時，需要引進能夠激發讀者創造性的工具，為讀者營造能夠開闊思維、啟發創造靈感的空間，將創新精神融入人們的日常生活中。3D打印技術的應用能夠起到激發思維的作用，可以讓讀者主動參與到創意設計中，并且在實踐中提升創造能力。同時3D打印技術能夠建造開放式的學習交流平臺，讓不同層次的用戶自由交流，或者分享創意和經驗，共同利用、分享與創造知識。此外，3D打印技術的應用豐富了圖書館的服務內容，為圖書館服務創新奠定了基礎，也有助于圖書館挖掘用戶群體中存在的隱性知識。圖書館可以運用3D建模競賽、3D打印知識講座等方式，引導更多的讀者了解并掌握該技術，培養讀者的動手制作能力與創新意識。

3.2我國圖書館3D打印技術應用中存在的障礙

雖然我國圖書館在3D打印技術應用方面積累了一定的經驗，業界也寄予了很高的期望，但由于知識產權、材料等方面的因素，導致圖書館在實際應用方面存在諸多障礙，具體表現在：①版權保護。3D打印技術在激發創意、提高制造效率的同時，也可能引發版權保護問題。3D打印技術讓人們能夠迅速得到創意產品，但這種以數字化方式描述實體物品的技術，很容易導致復制品泛濫。加上很難分辨是否為山寨品，這就容易引發版權糾紛［5］。鑒于此需要國家出臺相關法規，提高大眾的版權保護意識，為創意創新營造良好的環境。②材料選擇。3D打印的原理并不復雜，但目前可選的材料不多，且材料合成工藝并不成熟。加上不同類型的材料性質、價格不盡相同，如何處理這些材料是當前需要研究的熱點。③成本偏高。我國圖書館為讀者提供的3D打印服務是免費的，只會收取部分材料費用。由于3D打印本身價格昂貴，維修管理成本較高且耗時長，極大阻礙了該技術的廣泛推廣。④技能培訓。3D打印屬于新生事物，需要圖書館加強對館員的技能培訓，以提高館員的操作能力與服務水平。對于館員而言學習3D打印機的操作方法并不難，但如何進行三維設計、如何處理3D打印數據，還需要加強學習并提高實踐能力。

4　圖書館基于3D打印技術的服務創新方向

3D打印技術的發展與日益普及，為人們提供了一個可以自由編輯創意的空間，也是未來我國圖書館服務模式革新的主要方向。圖書館應努力克服3D打印應用中存在的障礙，分析與3D打印相適應的管理制度與人員配置，借助新技術開辟全新的服務模式，進而帶給讀者全新的服務體驗。

4.1以科技展示拓展科研服務模式

當前我國圖書館在3D打印技術培訓、操作規范與風險管理方面與國外還存在差距，但通過科普知識推廣等活動，吸引了大批讀者對3D打印技術的關注，也在實踐中積累了寶貴的經驗。而對于國外很多圖書館而言，3D打印技術已經成為讀者展示科研作品的主要工具［6］。與傳統的模型制作方式相比，3D打印的精確度與效率均更高，如哈佛大學已經將3D打印應用于細胞核仿制中。信息技術的發展改變了科研交流與服務方式，也擴展了科研合作的范圍。圖書館引入3D打印技術能夠吸引更多不同學科領域的科研工作者，為具有相同興趣的人搭建科研交流平臺，促進不同科研機構的溝通合作。3D打印也能夠將不同領域的研究者匯聚在一起，促進學科的交叉融合，進而創造出全新的知識。此外，在科研教學過程中經常需要現場演示，圖書館可以3D打印技術構建三維模型，通過多角度的展示加深記憶，為科研教學提供更為可視化的展示方法。

4.2以3D打印技術營造創意空間

圖書館可與創意機構合作，結合自身運作情況以及3D打印技術的特點，選擇閑置空間設計創意交流基地，并配置相應的3D打印設備，加強館員3D打印專業技能培訓，為讀者提供創意空間服務，如圖2所示。創意空間是讀者相互交流討論、共同合作并分享創意的場所，其中需要配置的設備包括計算機、3D打印機、3D打印掃描儀等，也有與建模相關的軟硬件設備。圖書館員需要掌握CAD制圖，明確三維建模的原理與3D打印服務的具體步驟。制定創意空間的人員、設備與服務管理規范，組織3D打印技術愛好者、IT人士成立志愿服務團隊，與圖書館員一同開展服務工作，為創意空間的運作提供支撐。構建網絡在線交流平臺，開設虛擬網絡論壇，由館員定期推送與3D打印相關的知識，要求讀者依據規范操作，并加強館員與讀者之間的溝通，并為讀者之間的創意交流、作品展示提供便利。圖書館也需要定期組織開展創意作品展示、文化交流活動，以吸引更多的讀者參與到創意設計中，提升圖書館的影響力。例如，復旦大學圖書館以3D打印技術為基礎，設計出向所有讀者開放的數字創意空間，讀者通過專業課程培訓后，就可以依據操作規范使用其中的3D打印設備。這樣不僅讓普通讀者能夠接觸高新設備，也能夠激發大眾的創新興趣。

圖2　圖書館基于3D打印技術的創意空間

4.3推出嵌入式知識服務

創新思維是人類最為重要的智力資源，而3D打印是獲得創新模型的重要工具［7］。圖書館主動嵌入讀者科研、學習與工作全過程中，構建與讀者所處環境類似的虛擬空間，深入了解讀者的個性化需求，并提供必要服務的方式就是嵌入式知識服務。要實現這種服務模式，圖書館可通過合作交互的方式吸引更多智慧群體，依托3D打印技術構建嵌入式知識實驗室，進而有效嵌入讀者創新設計過程中，聚合讀者所需的智慧資源。圖書館也可以安排專業人士為讀者提供3D打印操作指導，并構建3D打印數據知識庫，整合多個領域的創意資源，為創意人士的構思創作提供智力支持，進而保障創意作品變為現實。或者成立3D打印工作室，安排專人嵌入讀者創新設計中，幫助他們減少實踐操作中存在的問題，以盡快獲得創意產品。

5　結語

3D打印改變了工業制造與生產方式，也是21世紀具有顛覆意義的技術。圖書館引進3D打印技術是適應技術創新的需求，也是體現科學知識教育的需求。我國圖書館目前還處于3D技術摸索階段，需要通過不斷實踐完善服務體制。相信隨著3D打印技術的進步，其在圖書館領域的應用將更為廣泛，也將成為營造良好信息服務環境的有效工具。

參考文獻：

［1］徐俊，曹霞.基于4G的移動圖書館服務模式研究［J］.圖書情報工作，2013（S1）：141-144.

［2］陳景明.4G通信技術在移動圖書館中應用的探討［J］.浙江高校圖書情報工作，2012（4）：13-17，40.

［3］常青.對4G網絡技術下圖書館服務創新工作的探討［J］.河南圖書館學刊，2012（3）：137-138.

［4］任金波.虛擬現實技術在圖書館的應用［J］.科技創新與應用，2012（34）：53-54.

［5］杜瑾，楊志萍.國外圖書館IC空間建設研究新進展［J］.圖書館學研究，2013（2）：11-15，10.

［6］梁琦.3D打印機在圖書館服務中的應用與分析［J］.圖書與情報，2013（6）：109-111.

［7］張世佳，曲建升.圖書館引入3D打印服務的意義與前景［J］.圖書情報工作，2014（5）：41-47.

李希女，1972年生。本科學歷，館員。研究方向：圖書館管理、圖書館情報。

［分類號］G250.7

收稿日期：（2015-11-20；責編：徐向東。）