高校圖書館3D打印自助服務的實踐及啟示

[摘要] 多倫多大學圖書館3D打印服務主要包括自助服務、介導服務和全方位服務3種模式。其中，3D打印自助服務模式在政策與規程、學習與交流、認證及預約等方面發展較為成熟。多倫多大學圖書館3D打印服務具有直接與學生團體合作、服務流程標準化、注重圖書館網站宣傳與推廣等實踐特色，我國圖書館應從以下方面予以借鑒：完善政策設計，強化版權管理；從供給側發力，優化資源配置；構建導航專欄，提供深度支持。

[關鍵詞]3D打印 創客空間 創客文化 圖書館服務 多倫多大學圖書館

[中圖分類號] G252 [文獻標識碼]A

3D打印技術能夠將數字文件模型轉變為物理產品，基本原理是將某種特定的材料（通常是塑料）溶化后通過小噴嘴擠出，然后逐層沉積下來，直到一個完整的3D對象呈現出來。3D打印的常見應用包括快速原型（一種新型的綜合制造技術開發）和產品開發，其在生物技術、時尚、建筑和其他行業中的應用越來越流行。在圖書館界，3D打印機是圖書館創客空間（Makerspace）的主流設備，3D打印成為圖書館創新服務模式、拓展服務邊界的有益嘗試。筆者經過網絡和文獻調研發現，國內外開展3D打印服務的圖書館數量過百，作為圖書館學專業文獻中案例分析對象的圖書館不少，但只有少數的圖書館網站設置了專門的3D打印服務欄目。其中，多倫多大學圖書館（University of Toronto Library，簡稱UTL）雖不是最早引入3D打印服務的高校圖書館，但其后發優勢明顯，3D打印服務欄目體系完善、內容全面、資源豐富，頗具推廣價值和借鑒意義。

1多倫多大學圖書館3D打印自助服務概況

多倫多大學始建于1827年，現已發展成為加拿大國內領先的學習、發現與知識創造機構，也是享譽世界的頂尖研究型大學之一。UTL系統面向全校師生及員工提供海量館藏、創新服務和共享空間以支持他們的教學、學習與研究。UTL系統的44個圖書館橫跨3大校區，擁有1200萬冊藏書、1.5PB數字資源（其中包括5TB數字地理空間數據和10.5TB歸檔的網絡內容）、25萬張紙質地圖與航空照片以及200多萬冊電子圖書與期刊。

2014年10月，多倫多大學Gerstein科學信息中心（圖書館系統的一個分支機構）和MADLab聯合創建了面向全校師生及員工的自助式3D打印服務工作室。其中，MADLab是一個由學生運營的實驗室，致力于移動軟件的研發及應用，為全校師生及員工提供設備、創作室、短期培訓等資源與服務。從職能結構來看，Gerstein科學信息中心主要負責3D打印服務的硬件資源和人員的引入及管理，MADLab為3D打印服務提供必要的軟件支持、操作培訓及知識測試等服務，當然，這些活動仍需圖書館的業務指導。從關系維度考察，MADLab是Gerstein科學信息中心的下設機構，接受該中心的指導與管理，但在運營模式上是以學生自我管理為主。Gerstein科學信息中心是多倫多大學圖書館3 D打印服務的主辦方和實施者，MADLab是在該中心指導下的參與方和支持者。

3D打印服務工作室位于Gerstein科學信息中心大樓內，周一到周五的早上9點至下午5點對外開放，用戶要想獲取3D打印服務必須提前預約。工作室的3D打印設備包括2臺MakerBot Replicator 2型的3D打印機和1臺MakerBot Digitizer型的3D掃描儀，此外還有SD存儲卡、刮削器、潤滑劑、膠帶、砂紙、剪刀、急救箱及關于3D打印知識的參考資料等相關的配套設施、工具及資源。用戶使用3D打印機、掃描儀和相關材料需在預約制度規定的范圍之內。

為了保證用戶安全，3D打印機使用的材料是可生物降解的聚乳酸（Polylactide Polylactic Acid，簡稱PLA），用戶可瀏覽材料數據安全表以了解PLA的性能、特點等。材料共有白、黑、粉、軍綠、棕、紫、桃7種顏色并且配有多彩熒光方案，除非另有要求，一般用戶應在預約系統中提前設定打印材料的色彩且不得中途臨時更換。在收費方式方面，自2016年7月4日起，圖書館已不再接受現金支付，用戶只能通過信用卡或借記卡付款。在技能要求方面，圖書館不要求用戶具備使用3D打印機的實際經歷，但是用戶必須了解有關3D打印所有的政策和規程并獲得認證資格。用戶也不需要擁有3D建模和熟練運用AutoCAD的經驗，因為用戶可以瀏覽或檢索Thingiverse平臺的HUGE數據庫等，免費下載預先設計的3D模型。圖書館鼓勵和支持用戶設計個性化3D模型，用戶可以點擊圖書館提供的網絡鏈接，下載免費易用的3D建模軟件程序。

2多倫多大學圖書館3D打印服務模式

多倫多大學圖書館3D打印服務主要存在3種模式：自助服務（Self-service）、介導服務（Mediated-service）和全方位服務（Full-service）。圖書館在上述服務模式下的任務量呈遞增態勢，而用戶的參與度則呈遞減規律。在自助服務模式下，除了日常管理、維護和應急處理外，圖書館很少干預用戶活動，用戶對自己的打印方案和過程負責，當然，為了保障安全性與可持續性，只有通過安全培訓和知識測試的用戶才能進入工作室開展相關活動。在介導服務模式下，圖書館員負責接收和審核用戶提交的數字文件，處理和打印3D模型并監管打印過程，提供格式轉換工具和文件存儲服務，而用戶不需要親自參與全部流程。在全方位服務模式下，圖書館承擔3D模型設計、打印及管理等工作，除了打印設備、設計軟件和培訓課程外，還提供額外的硬件資源，如激光切割機、電子套件等。

圖書館3D打印服務的模式選擇受到發展戰略、資金預算、功能定位、用戶需求、決策層以及師生及員工態度等因素的影響。多倫多大學圖書館在調研分析后選擇3D打印自助服務模式，具體流程如圖1所示。其中，安全與操作培訓是關鍵環節，也是必不可少的保障措施，因為掌握3D打印知識并熟練使用相關設備和工具的用戶畢竟是少數，對于大多數的師生及員工來說，3D打印仍屬于相對新鮮的技術。圖書館3D打印服務模式的實施及運行主要由4個彼此關聯的模塊構成：①角色定位，主要是對安全及操作培訓的日程安排、預約管理、網站運營以及技術方面的事務分工。②空間選址，選擇安全性和隱私性較好的房間作為3D打印活動的場所，以避免活動可能產生的噪音和混亂影響他人。③設備及材料采購，由于房間沒有安裝通風系統，因此圖書館只能引入桌面式打印機和無毒的PLA材料。④設計認證流程，包括指導用戶使用打印機、向用戶介紹設計軟件并測試用戶對設備常識與打印過程的熟悉程度。一旦通過在線測試，認證用戶即可預約在工作日使用打印機，繳費成功后領取密鑰卡（一種內置驗證機制的小型存儲終端），進入打印工作區，檢查和調試設備并開始打印，同時還需要做好打印日志的記錄工作。

3多倫多大學圖書館3D打印自助服務實施要點

3.1政策與規程

（1）定價與收費細則。為了保證3D打印服務的可持續性，圖書館對3D打印機及材料的使用實行收費政策。無論3D打印是否成功，用戶需要支付的3D打印費用都是根據預約時間計算的，標準為3美元/小時，其中包含設備，工具的更換與修理成本，稅費另計。同時，用戶還需要交納15美元的密鑰卡。

（2）服務對象及用戶責任。3D打印服務工作室面向全校持有有效ID卡的師生及員工開放，用戶只有獲得認證后（通過3D打印知識測試、參加MADLab開設的安全和操作課程、簽訂安全責任書）才能使用3D打印設備。用戶申請和使用3D打印機需要承擔如下責任和義務只有通過預約和批準才能使用3D打印設備；對自己的設計及打印行為負責；在打印機作業時間內監護打印過程且不得隨意離開工作室；保持打印日志記錄的準確性；損壞或丟失圖書館的設備/設施應按規定賠償；打印結束后及時交還密鑰卡；嚴格遵守多倫多大學圖書館和MADLab的規章制度。

（3）使用聲明。用戶使用3D打印機必須簽署一份棄權聲明書，同意遵守多倫多大學圖書館的規章制度，主要內容包括：禁止打印武器及其零部件、淫穢物品以及違反圖書館規定的其他物品（參見《多倫多大學圖書館行為守則》中的有關條款）；不得侵犯其他任何人的知識產權，如利用3D打印機創建作品時不得侵犯他人的版權和專利權。

（4）操作守則。用戶需要遵從如下操作指令和3D打印服務工作室管理人員的安排：在運行過程中，打印機的擠壓頭處于高溫狀態（約230℃），永遠不要接觸打印頭；3D打印設備上有多個移動部件，在作業過程中，不得嘗試安裝或刪除打印機的任何組件、3D打印對象，除非確認打印機已經停止運轉；在衣著方面，長發用戶須將頭發向后梳并扎緊，不能穿寬松的衣服以免與運行中的設備，工具產生纏繞或撕扯-不要試圖對運轉中的打印機作出任何機械式調整；當從打印板上拆下作品時，必須使用刮刀工具并與其保持安全距離。

總體上看，圖書館要求3D打印用戶了解并理解3D打印政策及規程，具體包括以下內容：①學習并理解3D打印服務工作室制定的3D打印政策與規程；②觀看如何使用和思考3D打印的系列視頻，如學習調平底板、準備設計文件、了解設計元素等；③瀏覽3D打印機附帶的技術手冊，進一步了解3D打印機的工作原理、安裝細節、啟動過程、打印事項以及故障診斷、排除和維護等知識；④下載1份3D打印技術說明書副本，說明書是關于操作流程的快速指南，用戶通過它了解禁止及限制事項、數字文件標準、格式轉換、使用說明、故障排除等具體內容，至于其他問題，用戶可咨詢工作人員或發送電子郵件以獲得幫助。

3.2學習與交流

為了幫助和支持用戶獲得更好的學習與交流效果，圖書館提供以下不同類型的參考資源。

（1）文獻資源。MADLab和圖書館為用戶提供有關3D打印方面的專業文獻獲取服務，內容主要包括常見3D打印機的使用與維護、創客（Maker）及其產業化、快速制造技術和3D打印指南等；此外，多倫多大學圖書館還為用戶提供AutoCAD應用入門、3D打印設計藝術與實用技巧、3D打印過程管理、創客空間工作流程等主題的圖書。

（2）3D打印服務與創客社區。多倫多大學及其所在社區已有不少創客組織，多倫多大學圖書館與它們建立了良好的合作關系和互動機制，用戶可以實地參觀、考察與學習，也可以瀏覽相關網站獲取網絡資源和服務。其中，多倫多大學應用科學與工程學院的3D打印創業孵化器是面向全校師生及員工的一項特色服務，當用戶提交3D打印申請和STL格式的數字文件時，孵化器的工作人員就會主動聯系該用戶，了解打印的具體需求和細節信息。

（3）3D打印與創客網站。多倫多大學圖書館為3D打印用戶列出了一些比較流行的3D打印和創客網站鏈接及內容簡介，如《MAKE》雜志網站、MakerSpace網站、3D產品銷售設計網、3D打印互聯網公司（如Shapeways）等。用戶可以登錄這些網站獲取最新資訊、了解行業前沿、認識更多的3D打印愛好者、分享3D模型設計創意和打印經驗。用戶還可以通過免費開放的3D數字模型展示平臺（如Thingiverse）更好地學習和鑒賞數字模型精品，探索數字工藝和藝術的人文意義，激發創新靈感。

（4）3D打印與創客博客。多倫多大學圖書館還為3D打印用戶挑選了受歡迎程度較高的8個創客博客資源鏈接，這些鏈接的內容包括3D打印最新進展報道、特定領域，行業的3D打印實驗方案、詹姆斯·麥迪遜大學（James Madison University，簡稱JMU）3D打印課程及職業生涯應用、關于版權和專利問題的3D打印法律博客、中學創客俱樂部博客、印第安納大學伯明頓分校（Indiana Uni-versity Bloomington，簡稱IUB）創新實驗室博客等，用戶可以利用這些博客資源學習創客文化、3D打印技術和技巧。多倫多大學圖書館還為3D打印服務開通了專用的Twitter賬號，為用戶分享3D創意設計與打印作品提供溝通和交流的在線平臺，用戶還可以查閱持續更新的“推文”以了解最新的服務動態。

（5）入門與操作視頻。為了幫助用戶提升操作水平和技能，多倫多大學圖書館為用戶準備了11個各具特色的3D打印入門與操作指導視頻，內容包括如何調平打印底板、如何準備設計文件及格式轉換、認識更多3D打印設計元素、鑒賞多倫多本地3D打印專家的優秀作品、學習使用3D掃描儀、觀看勵志視頻以激發創新意識與精神、理解高等教育在促進用戶成為創客過程中的價值。

3.3認證及預約

為了確保用戶能夠規范地使用3D打印設備，提高其安全意識和實踐操作技能，多倫多大學圖書館專門設計了用戶認證及打印預約環節，具體流程包括4個方面，用戶參加安全培訓并按照圖書館發布的服務指南、測試要求及規章制度進行申請，即可獲得相應的資源與服務。

（1）參加安全培訓。用戶必須參加安全培訓并在培訓結束時簽署安全與責任承諾書，以確認已經意識到使用3D打印機的風險。因此，用戶需要報名參加由MADLab舉辦的簡短的安全培訓課程。在培訓班上，用戶將會了解到打印前要做的準備工作、打印過程中的操作細節以及活動結束后的注意事項，以保證用戶能夠正確地使用設備。同時，安全培訓課堂也是用戶交流創意、分享經驗的好機會。從活動預告來看，MADLab會每周開設1次專門的安全培訓課程，提前發布時間、地點、主持人、授課內容等主要信息，并接受用戶課前咨詢。由于名額有限，用戶需要提前申請并注冊相關信息，包括姓名、E-mail、身份（包括專任教師、學生、教輔人員等）、校園ID、院系、希望學習的內容、獲取本活動信息的渠道以及其他項目等。

（2）通過知識測試。通過知識測試是用戶獲得認證資格的必要程序，MADLab為每1位經過安全培訓的用戶提供在線知識測試系統，一旦用戶通過知識測試，管理人員將會以發送E-mail的形式通知用戶的認證結果，用戶確認后即具備選擇和預約打印機的資格。

（3）預約打印機。為了不影響其他用戶的正常作業，圖書館建議用戶根據Makerbot或3D打印軟件評估的預期時長來規劃自己的預約時間，打印作業不允許超過預先設定的持續時間，預約時長不含設計3D模型的時間。圖書館目前不提供3D打印模型的設計培訓服務，用戶申請預約打印機時應確保數字文件已經處于完整狀態。所有的預約申請均由圖書館的工作人員審核，以確保只有通過認證的用戶才有資格預約打印機。為了確保每臺打印機只對認證用戶開放，用戶必須至少提前2個工作日選定某一臺打印機進行預約，單次使用打印機的時限為0.5～4小時，間隔是半小時，不足半小時的以半小時計算。

（4）資源與服務獲取規定。在MADLab的開放時間內，已獲得認證資格的用戶可以登錄圖書館的預約系統填寫個人信息并提交申請，用戶必須攜帶預約確認電子郵件和身份證明才能進入MADLab，服務臺為用戶提供責任書簽訂及密鑰卡領取登記服務，作業結束或在處罰期間需要交還密鑰卡。用戶必須經過3D打印服務工作室的批準后方可獲取3D打印資源與服務。

4多倫多大學圖書館3D打印自助服務的實踐特色

多倫多大學圖書館通過制定有效的政策與規程、統籌整合館內外的可用資源、實行嚴格的認證及預約制度，為用戶提供保障有力、運行有序的3D打印自助服務，充分反映了3D打印活動的DIY精神，彰顯了圖書館作為研究與學習共享空間的內在價值。從新穎性和普適意義來看，該館3D打印服務的實踐特色主要表現在以下3方面。

4.1直接與學生團體合作

作為學生自主運營的創新機構，MADLab在軟件、培訓及測試等環節為3D打印服務提供支持。在提供相關的支持服務之前，學生志愿者必須事先了解、理解或掌握3D打印知識，并對其基本流程和注意事項擁有較為深刻的認識，而這一過程實際上也是提升學生的科學素養和動手實踐能力的有效途徑。高校擁有數量較多的學生社團，其中不乏開展科普類和實踐類項目的社團，若能將這些學生社團的資源整合起來，嵌入到3D打印服務過程中來，將是一項互利雙贏的戰略舉措。在當前的創新驅動發展時代背景下，圖書館特別需要資源整合思維去打破傳統模式，將碎片化的分布式資源統籌協調起來，充分激發學生的創新和創造能力。通過參與3D打印服務，學生有機會獲得實戰經驗和業務鍛煉，有機會親身體驗和感知科技前沿，對當前學業和未來職業發展大有裨益。

4.2服務流程的標準化

引入標準作業程序（Standard Operation Procedure，簡稱SOP）是多倫多大學圖書館3D打印自助服務最具特色的創新做法，SOP是保障3D打印自助服務常態化運行的頂層設計，在明確主體責任、安全意識、禁止事項、收費細則、獲取機制等方面發揮著重要的規范與引導作用。在空間選址方面，多倫多大學圖書館以安全和隱私為雙重標準，充分預評估3D打印活動對環境及人員的影響；在知識普及方面，多倫多大學圖書館以內容豐富的政策體系和規范性程序為學習重點，使用戶在正式參與3D打印活動之前及時地獲取到相關信息，通過系統的用戶培訓、嚴格的安全教育和簽訂責任承諾書，使用戶的安全意識得到強化并貫徹執行在3D打印活動的全流程之中。多倫多大學圖書館3D打印自助服務的另一項特色是在3D打印自助服務流程中加入認證及預約環節，使3D打印活動規范化與標準化，提高用戶學習3D打印知識與政策規章的自覺性，也為操作安全提供制度保障。

4.3圖書館網站宣傳與推廣

多倫多大學圖書館在官網公開電話、郵件和社交媒體公眾號，發布技術教程、操作指南和預約規程，并向用戶推介與3D打印相關的學習資源以及創客社區、網站和博客，具有經濟性、便捷化和動態更新等特點，有助于激發用戶的興趣和創新熱情，方便用戶自主學習和互動交流。在網絡推廣的布局策略方面，多倫多大學圖書館為3D打印服務開辟了專門的網站欄目并設置有若干的二級子欄目，欄目屬于“研究指南”的范疇，這也表明多倫多大學圖書館將3D打印服務視為師生科研支持服務體系的重要組成部分。首頁分為左右兩大板塊，左側內容包括服務主體、地點、時間、用戶參與方式及流程、打印機規格以及部分院校圖書館3D打印服務鏈接等，右側內容涵蓋最新活動安排、3D打印知識、用戶獲取途徑等；子欄目包括政策與規程、認證環節、知識測試、操作視頻、軟件與設計、共享、服務部門和資源8大主題，部分欄目還提供PDF文本下載服務。

5多倫多大學圖書館3D打印自助服務的經驗借鑒

社會環境正在呈現出創新驅動、科技引領和深度信息化等時代特征，圖書館不僅是信息集散中心，也是知識創新空間，與新技術相融合是圖書館事業可持續發展的一個方向，引入3D打印服務正是圖書館功能拓展與創新的有益探索，能夠為用戶提供快速制造、創意分享、經驗交流與協同合作的機會，構建用戶需求驅動的服務模式。以多倫多大學圖書館3D打印自助服務案例為參照并結合國情，筆者建議我國圖書館在引入3D打印服務時重視以下議題。

5.1完善政策設計，強化版權管理。

有研究表明，盡管國內不少圖書館已開展3D打印服務，但制定了詳細服務政策的圖書館非常少見，而政策的滯后或缺失會直接影響服務效率，因此，制定科學合理的服務政策是亟待解決的重要問題。一個良好的3D打印服務政策體系至少包括5項內容：①預約制度。為了有效地配置和管理資源，保證服務質量和用戶使用機會的均等性，3D打印服務一般實行預約制度，對單次使用時間、月使用次數等事項作出規定。②收費標準。收費可以物品長度、時間或重量為計量方式，實行浮動定價機制，構建以y=λa+b為公式的計算方法，其中，y為總費用，入為調節因子（λ∈[0，1]），a為超過限額的浮動費用，b為一定限額內的費用。③認證及申請規則。認證及申請規則的制定應以便捷、高效為原則，最好是發布規范化的認證及申請指南，對認證流程、申請時間、審核時限、通知方式等內容作出說明。④禁止與限制事項。為了營造健康、友好的活動氛圍，政策文本應包含禁止打印條款，明確禁止打印有關暴力、淫穢以及與圖書館環境不符的物品，當然，槍支或其零部件也屬于禁止打印的對象，圖書館擁有拒絕打印的權利。⑤版權管理。圖書館在提供3D打印服務的過程中要重視版權問題，鼓勵用戶原創設計，提醒用戶注意避免產生版權糾紛。根據國際慣例，科學研究、學習或欣賞屬于法定的免責事由，而以營利為目的的商業用途則會構成侵權。

5.2從供給側發力，優化資源配置。

從供給側發力就是要促進供給結構優化和要素升級，以用戶需求為導向，以提升服務質量和效率為目標，優化物力、人力和財力等資源要素的配置方式，鼓勵和支持用戶共同參與，形成高效、便利和行穩致遠的服務環境，讓服務更加柔性化和人性化。從供給側發力包括3個方面內容：一是設備及材料的采選。采選工作主要受預算、安全等因素的影響，圖書館可從節約、可用性和承受度上考慮配置策略，如多倫多大學圖書館引入操作簡便、價格及維護成本較低的入門級設備并使用環保材料，起到普及新技術的效果。如果本校其他部門或本地創客組織已有高端設備，圖書館可考慮與之協同合作。二是人員配備及角色定位。人員是服務實施的保障，為提高3D打印服務的精準化水平和用戶滿意度，圖書館可從人力資源供給模式創新入手，在館內設置專職崗位，配備懂技術的專業人員，對外招募學生助理，志愿者，或考慮聘請本地3D打印專家擔任導師，為用戶在建模、掃描和打印等環節提供全方位的技術支持。三是經費預算與管理。獲得啟動資金和后續支持是實現3D打印服務可持續運營的關鍵因素，預算規劃的內容包括啟動成本、運營費用和未來收益，還需要考慮設備/工具的保養和維修上的開銷。圖書館應當積極爭取專業組織和社會力量的資金支持以節約預算，如獲得企業捐贈，開展跨界合作以實現優勢互補和資源共享。

5.3構建導航專欄，提供深度支持。

為激發用戶的創造性思維和學習興趣，幫助用戶提高3D打印技能和成功率，圖書館可考慮構建支持用戶學習和交流的3D打印導航專欄，開展嵌入3D打印全過程的跟蹤式服務，將相關鏈接資源整合起來，分析3D打印技術特點、原理、操作技巧、檢查及修復等核心要義，將有效鏈接與文檔發布到導航專欄，方便用戶隨時查閱和學習，以提升用戶的計算機輔助繪圖（CAD）和數控（CNC）技能。圖書館為用戶提供3D打印學習與交流服務的實施路徑有：①整理常見問題集（FAQ）。3D打印服務的常見問題一般包括工作室或創客空間的開放時間、地點、團隊組成人員、打印設備及配套工具的基本信息、打印材料及可選的色彩方案、軟件設計、學習指南、聯系方式等。②發布標準作業程序（SOP）指南。SOP的主要內容包括服務對象、操作及安全培訓、可用性及打印的日程安排、成本、用戶權利及義務、認證流程及預約方案等。③公開3D打印日志的填寫要求，內容包括用戶信息、打印細節、校準及調整記錄、錯誤及注釋、打印對象的規格等，圖書館可提供支持用戶下載的電子版文檔。④開通社交媒體公眾號。在移動互聯時代，社交媒體平臺已成為圖書館展示內容、優化形象的有力工具。在社交支持方面，圖書館可開通專用于3D打印服務的微博、微信賬號或QQ群，討論組，發布和更新服務動態信息，并及時采集和處理用戶的反饋意見與建議。