基于圖書館3D打印服務的知識資本使用價值研究*

徐安德 趙亞康 張月群 魯 楊

（1.南京農業大學工學院，江蘇 南京210031；2.東南大學機械工程學院，江蘇 南京211189）

1 引言

知識資本即智力資本，意指通過創新思維派生的知識價值，是一種動態的無形資本。知識資本理論原本是知識經濟時代里企業獲得可持續發展競爭優勢的理論指導，但如將這一理論引入圖書館的管理與經營中，將當下圖書館資源整合提升至知識資本整合的層面，勢必會放大知識資源的整合效應，甚至會帶來圖書館知識資本成幾何級數增值。圖書館知識資本主要由人力資本、結構資本和用戶資本三部分構成。筆者力圖探索圖書館在引入3D打印服務的背景下，以知識資本中的人力資本、結構資本與用戶資本的整合及轉移理論為指導，強化圖書館3D打印服務的踐行意義并提出發展對策。最終使得圖書館知識資本的使用價值達到最大化，進而創造出更多的社會財富。

2 3D打印服務在圖書館界的興起

3D打印技術，是一種快速成型技術，是針對數字模型文件，以計算機技術為基礎，利用激光束、熱熔裝置將粉末狀金屬、尼龍、陶瓷、塑料、細胞、沙子、石膏、橡膠等可粘合材料溶化后通過小噴嘴擠出，然后逐層打印，進而構造特定的三維真實世界的物理產品的一項增材制造技術。具體步驟是先通過數字模型或3D掃描儀提取物體的三維數據模型，然后通過CAD軟件將模型的橫截面分區、分層，進而層層疊加、上色、固化并相應打印出產品（如圖1所示）。事實上，3D打印設備是一種利用光固化及紙層疊等技術的快速成型裝置，其關鍵技術是三維建模。

圖1 3D打印的工作流程

其實，3D打印思想可追溯至19世紀末的美國。1984年，Charles Hull發明了立體光刻技術[1]。其后，產品功能不斷研發、升級，直至可打印出三維效果。3D打印最早于1995年由麻省理工研發而成。直至2010年之后，方才進入大眾視野。2011年，法耶特維爾是當時全美首個免費的面向大眾開展3D立體打印的公共圖書館[2]；2012年，內華達大學里諾分校的DeLaMare科學與工程圖書館則是當時全美首個提供3D立體打印的高等院校的圖書館[3]。然后，2013年2月，時任美國總統的奧巴馬先生在國情咨文的演講中再一次向全體參會人員強調3D立體打印的重要意義，同時希望由此重拾美國傳統制造業的風光[4]，并由此推動美國產業與經濟的發展[5]。據此，3D立體打印一炮走紅，并迅速成為全球矚目的熱點話題。

從文獻、新聞和網站等社會媒體工具和搜索引擎的調查可以發現，我國圖書館引入3D打印服務的時間比美國要晚一到兩年。2013年，上海圖書館首先從國外將3D打印服務引入館內。同年，上海交通大學圖書館隨后成為國內第一家開展3D打印服務的高校圖書館。其實，3D打印真正得以推廣是隨著美國政府對創客空間的支持而全面展開的。目前3D打印是創客空間的必備內容之一，也是最具世界前沿的引領性技術。據統計，2013年4月，全球擁有3D打印設備的圖書館總計51家，而截至2015年12月，僅開設3D打印服務的美國圖書館就已經高達428家。另外，截至2015年底，國內也有14所公共圖書館與15所高校圖書館開展了3D打印的相關服務。毫無疑問，圖書館尤其是公共圖書館已成為普通讀者了解、學習和使用3D打印的重要場所。目前，3D打印技術服務的巨大的發展勢頭和良好的發展潛力引發了國內外圖書館界的廣泛關注。

3 圖書館引入3D打印服務的意義與角色定位

3D打印是伴隨“第三次工業革命”發生、發展，并引領“工業4.0時代”的代表性技術。3D打印常常應用在快速成型和產品開發。早期的應用主要在工業設計、模具制造等制造領域的模型加工，后逐漸用于某些產品零部件的直接制造，并發展到醫療、信息、生物技術、時尚、娛樂、建筑、汽車、食品、教育、科研、文化創意、軍工、空間探索等諸多領域。近年來，3D打印的應用已經從生產到生活、從工業到民用、從高端到大眾，并且其應用越來越普遍。其實，3D打印的重要意義不僅對傳統制造業產生了劃時代的影響，它在圖書館中的使用，也促使廣大讀者甚至社會大眾對圖書館的功能和價值予以了重新認識，即圖書館的服務，不僅僅是紙本服務以及電子資源的利用。圖書館中的3D打印，可以激發讀者的創造力，“生產”讀者潛心鉆研的新奇“創意產品”。目前，圖書館中的創客空間，正得益于3D打印的得力支撐。同時，3D打印也逐漸成為圖書館創新服務的有效保障。

在傳統觀念里，人們去圖書館常常只是比鄰而坐、安靜地讀書。可是，3D打印給轉型中的圖書館注入了新活力。在圖書館的新式的創客文化空間中，3D打印服務為普通讀者而不僅僅是相關領域的專業研究人員，提供了一個很好的知識共享與交流的相對開放的平臺。不同專業的讀者可根據自己的興趣，自由選擇聚會、社交或者協作，共同利用各種信息和數字資源，且由此一起探討并實踐很多想法和創意，獲得更多參與和表現的交流機會，進而在相互磋商中提升自我，挖掘隱性知識，體驗滿足感。因此，圖書館可通過這種創新服務，吸引更多的讀者走進圖書館，并由此實現從“書本位”向“人本位”的轉變，極大地發揮圖書館作為公共文化空間的價值。

同時，由于3D打印技術制造產品的時間周期短，可以生產出外形結構更為復雜的成品。這樣，可以滿足多個性化的生產需求，并且其打印產品的準確度高、重量輕、用料省，從而對研發市場新品也極具重要意義。因此，3D打印技術對傳統制造行業帶來了巨大的挑戰。目前，3D打印顛覆了傳統規模生產的優勢，降低了工業設計的門檻，改變了相應產品供應鏈的地理格局，所以圖書館引入3D打印技術是十分必要且極具實用價值的。其實，圖書館引入3D打印技術也是其自身科學教育、創新教育及提高館藏資源利用價值的有益嘗試。圖書館尤其是公共圖書館應充分發揮公益性與開放性的社會教育與培訓的作用，適時舉辦各種有關3D打印知識的科普講座、現場演示、主題圖書推廣、主題建模競賽、館徽設計及打印試用服務等，以吸引更多的潛在用戶來館，讓更多的普通讀者體驗當今社會的高新技術與發明成果。

另外，圖書館是提供書籍、資訊和信息的空間，更是提供創造工具、激發創意靈感、開拓創新思維的場所。在圖書館引入3D打印技術，不僅切合李克強總理提出的“大眾創業、萬眾創新”的國家戰略背景[5]，而且對構建創新型社會以及促進圖書館自身事業的發展都具有十分重要的意義。3D打印技術憑借其“用戶創作”的特色，可為廣大讀者提供開放性的教學、科研服務平臺，讓他們親自動手去主動發現，進而可大幅提升其研究的效率和創造的能力。圖書館不僅為讀者提供了從“閱讀”到“創作”的全新體驗，而且幫助讀者打開了富有想象力的新世界。

總之，在圖書館引入3D打印服務具有劃時代的意義。但由于這項服務內容尚處于探索發展階段，還需要廣大館員及讀者繼續加強深入的經驗總結與分析研究，進而提出具有指導意義的普適性戰略規劃與實施方案。其實，無論是3D打印的引入方案，還是它的發展措施，都屬于圖書館知識資本中結構資本的范疇，因此如何推進3D打印服務，便離不開結構資本優化理論的指導，當然這也應該是包括圖書館在內的眾多社會服務機構關注的熱點內容。

4 圖書館開展3D打印技術服務的困境及發展對策

2013年，圖書情報學學者Riel Gallan經過兩個多月的時間，運用多種手段和方法，收集整理并統計出若干國家的圖書館（不包括中國）開展3D打印的服務情況[6]。結果顯示，已有51家圖書館擁有低端（低于5000美元）3D打印機。從擁有國度來看，美國引領著圖書館界3D打印的潮流；從使用情況來看，有25家圖書館面向普通讀者提供3D打印服務；從館藏3D打印機的數量份額統計來看，公共圖書館的百分權重是高校圖書館的3倍之多，如圖2所示。同時，調查還顯示，就擁有3D打印機的數量而言，高校館的數量與其相鄰區域的公共館的數量成反比。另外，高校圖書館官網上關于3D打印的信息更多，而公共圖書館的相應信息則較少。可見，在高校館開展3D打印服務具有較大的潛力和價值發掘。

圖2 引進3D打印的圖書館類型

隨著美國等一些國家紛紛在圖書館界開展3D打印，國內長三角一帶的一些圖書館，例如上海圖書館，也紛紛嘗試3D打印服務。當時，主要還是作為科技展示來提供。現在，3D打印服務在我國已經有多年的應用史，已經越來越大眾化與社會化。當然，圖書館開展3D打印服務的意義不在于追逐“時髦”，而在于為廣大讀者的學習研究和創新創意體驗提供必要的工具。

事實上，對于大部分普通讀者而言，3D打印仍然是一個既新鮮又陌生的創新活動。我國目前開展3D打印服務的圖書館主要可分為公共圖書館與高校圖書館兩大類。這些圖書館實施的3D打印技術的服務主要為:以科普宣傳為主的3D打印知識講座、以技術推廣為主的3D打印競賽和免費試用服務及注重實用的3D打印付費服務。事實上，圖書館在實際應用方面常常存在諸多障礙，限制或阻礙著3D打印技術的進一步普及推廣與發展。例如，涉及復制品、山寨品的版權保護問題；3D打印材料的選擇；3D打印機本身昂貴的價格、較高的維修成本及較長的修理周期；3D打印使用時的專業引導的館員與用戶的技能培訓及專業館員數量的保障；政府及管理層對3D打印的觀望態度；3D打印更多的是作為一門新技術，而沒有上升為一種學習和科研的常用工具；3D打印速度慢、打印規格限制、安全風險較大、材料種類有限及分辨率不夠而引起的打印物品表面較為粗糙等問題。以上這些都是3D打印推廣與發展時繞不開的難題，何況了解并熟練使用3D打印機及相關設備的人始終都是少數。因此，圖書館開展3D打印服務時，都紛紛出臺了各種發展對策。

圖書館開展3D打印服務時一般都需要經歷前期的調研與準備、初期的規劃與部署及后期的總結與優化3個階段。例如，引入3D打印服務工作人員的配備、配套設施及空間資源的保障、安全維護措施的落實、獨立使用的預約、宣傳與推廣、版權引導與免責協議等有效規范的約定。總之，圖書館都需要在充分調研與分析的基礎上，對開展3D打印技術服務做出精準的定位。目前，圖書館3D打印服務主要分為3類:引導服務、自助服務以及創客空間或設計實驗室的服務。其中，自助服務模式下的3D打印服務流程如圖3所示。

圖3 標準化的自助式3D打印服務流程

結合國內外圖書館3D打印服務的基本現狀，就圖書館的類型、定位、規劃和資源等，筆者認為我國圖書館在內容和策略上可采取如下措施。

（1）設備引入及成本控制。3D打印設備以打印機和掃描儀為主，主要包括自行購買、基金支持購買、獲贈3種形式。大部分圖書館選擇易于維護、操作簡單、價格適中的入門級的3D打印。這樣，更適合技術普及，也便于與擁有高尖端3D打印設備的其他部門（如學術科研團隊）形成優勢互補。其中，需注意的是3D掃描儀是未接受過3D建模培訓和非專業師生的必備工具。同時，對于極少數技術能力較弱的用戶，也要有足夠的耐心。另外，就一般圖書館而言，聚乳酸基塑料（PLA）為3D打印材料的首選。因為它在使用中不會對人體器官造成損傷或引起身體不適[7]，而且也更環保，材料成本也相對在可接受范圍。

（2）推廣宣傳及服務營銷。向用戶推廣3D打印服務主要有以下幾項策略:一是通過圖書館網站宣傳服務。可在線進行咨詢和使用指南。二是現場展演。圖書館可制作傳單、海報、展板、宣傳手冊及專業化軟件，并進行相應的現場解答、經驗交流甚至互動。另外，還可現場打印3D樣品，展示并解讀其功能。三是利用新媒體社交工具平臺。例如可通過微信朋友圈點贊、轉發等方式積聚人氣，讓用戶在不知不覺中感受3D打印的神奇。進而在3D打印愛好者的“朋友圈”中交流、互動與推廣[8]。四是鼓勵學科館員向對口部門宣傳推廣。此外，圖書館還可利用科普周、創客嘉年華等活動，與社會舉辦方展開合作，進而彼此互惠，達成“雙贏”。另外，還可以通過企業、大學、科研院所之間的“產學研協同創新”，激發用戶的學習熱情，進而達成更深層次的3D打印服務的宣傳推廣。

（3）政策導向及規則制定。其實這里主要是就3D打印的主體、客體以及知識產權等作出的說明與指示。主要包括:服務范圍、打印的數量及質量、打印的耗時、打印的優先次序、如何支付打印費用、限制及禁止事項等[9]。其中可結合材料的采購成本、用戶的打印需求、經費的預算及服務特點等適當收取打印成本費。必要時可設定最低收費額度、階梯價格制度。計費方式包括打印物品的長度、體積、重量和打印時間等。同時還可收取適當的“密鑰卡”保證金。當出現違規打印造成損失或3D打印物品逾期取回時，圖書館可對用戶進行相應的罰款。在禁止打印限制事項方面，用戶必須遵守版權、商標權、專利權及圖書館的使用政策。圖書館還必須明確禁止打印槍支彈藥等危禁品，禁止打印淫穢色情物品等。同時，圖書館也可以考慮為3D打印用戶建立相應的產權及隱私檔案。當然，在3D打印過程中我們也必須注意不宜過多強調限制及禁止事項[10]。

（4）安全事項及操作培訓。歷來“安全無小事”。3D打印過程中必須要求用戶正確使用設備，養成良好的行為習慣。圖書館切不可忽視安全因素，應牢牢樹立“違者即被請出”的權威意識。安全培訓中可將專業館員與研究生助教的講解相結合，努力做到:①讓用戶熟練掌握3D打印的規范流程及安全操作，熟悉打印機的多個移動部件且保證不隨意安裝或刪除。②切莫對運行狀態的打印機做任何機械式的調整。操作中一旦發現儀器鎖定或“卡死”，不要進行手工嘗試，而應使用電子面板上的自動控制來緊急關閉，進而取消打印作業。若遇到緊急情況，也可拔掉電源使儀器進行急救系統的關閉操作。③打印結束后，刮除廢料時須注意手指及其他部位免受傷害，同時做到保持環境清潔及物歸原位。④用戶在打印結束后，盡力做好本次打印的完整記錄。

（5）預約制度及規范管理。①實行預約制度。與傳統的服務項目不同的是，圖書館購置3D打印設備的數量有限，相應的人員、場地、材料等配套資源也需要根據實際需求有效的組織、配置、調控及優化。實用中感興趣的用戶可能有很多，往往容易造成供需不平衡。因此，構建一套行之有效的預約系統并將其嵌入既有的服務管理平臺中就顯得很有必要。例如，用戶可先使用自己的工作號進行預約。這樣，用戶再提交3D打印申請表，審核通過后便可獲得3D打印的相關資源的服務。②統一STL格式。目前絕大部分的3D建模程序都支持STL格式的數字文件。必要時用戶可申請免費使用格式轉換軟件（如MeshLab），進行STL格式的轉換。此外，圖書館可考慮構建專門的在線3D模型庫，以便大家共建共享優質的3D模型。當然，圖書館還應適時公布相應文件的命名規范、打印機所能制造的3D產品尺寸等。

（6）信息反饋與效果評估。為確保3D打印以及相關材料能有效滿足廣大用戶的實際需求，達成預期目標，根據各種信息反饋，做好服務評價，其實是一項不應被廣大圖書館人忽視的關鍵環節。評價主要是對3D打印服務的運營過程、影響和作用進行分析與總結，進而確定相應服務中的規劃與實施策略是否有效，用戶是否滿意。目前，評估的主要內容有:設備引入及成本控制、營銷服務與宣傳推廣的效果、用戶的參與度及其行為的規范性、3D打印的成功率及其產生的積極影響或促進作用、3D打印服務模式的綜合效益、3D打印服務對圖書館形象的優化作用等。當然，3D打印服務的評估報告也是彰顯其服務價值、向上級匯報相應活動影響力的支持材料。此外，調查評估只要是以用戶需求為導向，以提高用戶滿意度為目標，其內容及形式可以靈活多樣、不拘一格。

以上是圖書館開展3D打印技術服務發展對策的6個主要方面。其中，既涉及到人力資本（如學科館員及研究生助理的專業培訓），也涉及到結構性資本（如設備引入、安全操作、知識產權、政策及規則），還涉及到用戶資本（如營銷宣傳、信息反饋）。這樣，我們便可通過結構資本與人才資本的相互滲透及相互影響，使得用戶資本轉化成用戶的獲益資本。

5 結語

事實上，圖書館開展的3D打印服務，仍處于探索階段，所以還存在許多問題。但3D打印憑借其特有的數字格式存儲及個性化的特色產品，具有改變圖書館服務生態的巨大潛力，是未來的發展趨勢之一。隨著行業技術的進步，3D打印的成本會逐步走低，產出效率卻會步步攀升。因而，3D打印一定會成為圖書館服務邊界拓展和內容創新的優選項。總之，只要堅定不移地從知識資本、知識循環、知識轉移的視角來分析用戶資本，同時以用戶需求為中心、以用戶滿意為目標，便一定能夠使得圖書館的3D打印服務的使用價值達到最大化。