基于3D打印技术的图书馆服务创新

李　希（奉节县图书馆，重庆404600）



基于3D打印技术的图书馆服务创新

李希
（奉节县图书馆，重庆404600）

［摘要］介绍了3D打印技术，分析了国内外图书馆3D打印技术的应用现状，以及图书馆应用3D打印技术的意义与存在的障碍，最后提出图书馆应从科技展示、营造创意空间与嵌入式知识服务3个方面开展创新服务。

［关键词］3D打印图书馆服务创新

当前各种新产品、新技术层出不穷，读者需求也呈现出多样化、个性化的特点。3D打印是当前应用范围十分广泛的技术，为第三次产业革命的重要标志。2010年《时代》周刊将以3D打印技术制造的医疗器官，纳入美国50佳发明中。2012年3月美国政府提出振兴实体经济的计划，并将3D打印技术作为主要发展方向。3D打印技术广泛应用于航空、科研、军事等领域，也为图书馆服务创新提供了技术支撑。作为传播新技术、普及新知识的公共服务机构，图书馆需要不断完善服务模式，尽量满足读者的多样化需求。当前我国图书馆积极引入3D打印技术，是适应科技新变化的必要举措。

1　3D打印技术

1.13D打印技术的产生

3D打印技术是以计算机技术为基础，通过建模与逐层叠加的方式将基材结合起来，进而形成特定三维产品的技术。Charles Hull于1984年发明立体光刻技术，可以看作3D打印的原型［1］。经过三十多年的发展，3D打印技术逐渐成熟，应用范围涉及军事、科研、航空、艺术设计等多个领域。例如，我国C919飞机中的钛合金部件，就是应用3D打印技术制造的。课堂演示中也可以利用3D打印技术将抽象的概念变为现实，构造彩色实体模型，提高教学的趣味性。

1.23D打印技术的原理

3D打印与传统打印技术存在较大的差异，要求使用者了解材料的特性，掌握三维建模技术，熟悉打印机的工作原理。不同的机器、产品对3D打印材料的要求也不同，并没有统一标准。打印产品前首先需要建模，并通过CAD软件进行模型分层，每一层投影出相应的二维信息。将生物细胞、金属等材料加入3D打印机中，依据CAD图像逐层将材料黏合起来，通过二维图形的累积形成三维模型，并对三维实体产品进行上色、固化等后处理，最终得到满意的产品，工作流程如图1所示。3D打印中的关键技术就是三维建模，需要设计者借助计算机软件构建模型，并逐层分解以方便打印。

图1　3D打印的工作流程

1.33D打印技术的特点

3D打印技术对制造行业带了巨大的影响，正在逐渐改变制造业的生产模式。2012年英国《经济学家》杂志指出，3D打印技术与其他数字化生产技术的融合，将掀起第三次产业革命。3D打印技术缩短了产品的制造周期，能够生产外形结构复杂，通过传统制造技术难以完成的产品，也提升了生产效率。3D打印产品的准确度较高，目前成型产品的制造精度可控制在0.3毫米左右［2］。同时3D打印技术的应用满足了个性化生产需求，可以加工石材、金属、高分子聚合物等多种类型的材料，对于新产品的研发也有重要意义。

2　国内外图书馆3D打印技术的应用现状

2.1国外图书馆3D打印技术的应用

3D打印技术主要应用于制造业中，在图书馆领域的应用并不多见。统计表明，美国引入3D打印技术的图书馆超过45所，占全球74%的比例，其次为澳大利亚和加拿大，均占7.7%的比例。美国为最早在图书馆领域应用该技术的国家，作为3D打印技术的发源地，美国图书馆3D打印技术的应用得到政府的大力支持。美国也拥有大批3D打印机制造厂家，这就为引进3D打印设备创造了便利。从图书馆的类型来看，公共图书馆占70%的比例，学术图书馆占21.56%的比例，其余为高校图书馆。部分图书馆开展了3D打印的深入研究，并且取得了较好的成效。例如，美国内华达州立大学图书馆率先向全校师生提供3D打印与扫描服务，图书馆领导层指出引入3D打印设备的目的就是吸引更多富有创造力的人才，并且要利用一切可利用的先进技术激发读者的创造性思维。而美国法耶特维尔图书馆利用3D打印技术，并整合工作室与工厂元素，构建出知识共享与自由创作的创意空间［3］。

2.2我国图书馆3D打印技术的应用

我国引入3D打印技术的图书馆不多，但在3D打印服务方面已经取得了一定的成效。上海图书馆于2013年引入两台3D打印机，拉开了3D打印技术在我国图书馆的应用序幕。上海图书馆主要应用3D打印机为读者提供打印服务，读者需要提供3D打印相关的材料与文件，而图书馆根据读者所需打印产品的时间、精度与厚度等收费。同时上海图书馆也通过开办设计竞赛，鼓励更多的人将创意打印成三维实体，并提供相应的创意设计工作室，以提高读者的创新创造能力。武汉大学图书馆、苏州图书馆也于2013年引入3D打印设备，其中武汉大学图书馆推出打印预约制，并且鼓励师生通过3D打印设计更多原创作品。苏州图书馆主要将3D打印应用于少儿馆中，以供孩子们认识与了解3D打印技术。我国图书馆引入3D打印技术的时间较晚，从提供3D打印的图书馆来看，主要服务内容包括科研教学、读者打印等，部分图书馆也开展了构建信息空间的实践，不断拓展3D打印技术的服务范围。

2.33D打印技术整体应用情况分析

从全球范围内的统计资料来看，只有美国图书馆3D打印设备的应用较多，而我国图书馆引入时间较短，还需要不断实践与摸索。当前大部分图书馆主要将3D打印技术应用于教学演示、科普展出与读者服务中，深层次应用的案例较少，表明该技术在国内外图书馆的应用均处于摸索阶段。大部分图书馆由读者自行提供打印文件与模型，并没有提供三维设计服务［4］。虽然3D打印设备的价格相对较高，但很多图书馆已经认识到该技术的应用价值，纷纷通过各种方式引入相关设备，并将其应用于图书馆服务中，丰富了图书馆的服务内容与模式。从国内外图书馆应用3D打印技术的成功案例中发现，3D打印设备价格相对较高，还无法大面积推广使用，图书馆可以采用与科研机构合作的方式共用资源设备，并且运用多样化的服务方式启发读者灵感。

3　我国图书馆应用3D打印技术的意义与存在的障碍

3D打印技术的应用有助于贯彻落实“以人为本”的服务理念，也是履行图书馆科学教育、创新教育职能，提高馆藏资源利用价值的需要。但我国图书馆在3D打印技术应用方面还存在较多障碍，需要结合实际情况探索适宜的应对方法。

3.1我国图书馆引入3D打印技术的意义

图书馆属于开放性的教学、科研服务平台，借助3D打印技术开展服务是顺应科技进步需求的有益尝试。引入3D打印技术能够拓展不同层次用户的知识面，并吸引更多的科技爱好者。图书馆在为读者提供文献资源服务的同时，需要引进能够激发读者创造性的工具，为读者营造能够开阔思维、启发创造灵感的空间，将创新精神融入人们的日常生活中。3D打印技术的应用能够起到激发思维的作用，可以让读者主动参与到创意设计中，并且在实践中提升创造能力。同时3D打印技术能够建造开放式的学习交流平台，让不同层次的用户自由交流，或者分享创意和经验，共同利用、分享与创造知识。此外，3D打印技术的应用丰富了图书馆的服务内容，为图书馆服务创新奠定了基础，也有助于图书馆挖掘用户群体中存在的隐性知识。图书馆可以运用3D建模竞赛、3D打印知识讲座等方式，引导更多的读者了解并掌握该技术，培养读者的动手制作能力与创新意识。

3.2我国图书馆3D打印技术应用中存在的障碍

虽然我国图书馆在3D打印技术应用方面积累了一定的经验，业界也寄予了很高的期望，但由于知识产权、材料等方面的因素，导致图书馆在实际应用方面存在诸多障碍，具体表现在：①版权保护。3D打印技术在激发创意、提高制造效率的同时，也可能引发版权保护问题。3D打印技术让人们能够迅速得到创意产品，但这种以数字化方式描述实体物品的技术，很容易导致复制品泛滥。加上很难分辨是否为山寨品，这就容易引发版权纠纷［5］。鉴于此需要国家出台相关法规，提高大众的版权保护意识，为创意创新营造良好的环境。②材料选择。3D打印的原理并不复杂，但目前可选的材料不多，且材料合成工艺并不成熟。加上不同类型的材料性质、价格不尽相同，如何处理这些材料是当前需要研究的热点。③成本偏高。我国图书馆为读者提供的3D打印服务是免费的，只会收取部分材料费用。由于3D打印本身价格昂贵，维修管理成本较高且耗时长，极大阻碍了该技术的广泛推广。④技能培训。3D打印属于新生事物，需要图书馆加强对馆员的技能培训，以提高馆员的操作能力与服务水平。对于馆员而言学习3D打印机的操作方法并不难，但如何进行三维设计、如何处理3D打印数据，还需要加强学习并提高实践能力。

4　图书馆基于3D打印技术的服务创新方向

3D打印技术的发展与日益普及，为人们提供了一个可以自由编辑创意的空间，也是未来我国图书馆服务模式革新的主要方向。图书馆应努力克服3D打印应用中存在的障碍，分析与3D打印相适应的管理制度与人员配置，借助新技术开辟全新的服务模式，进而带给读者全新的服务体验。

4.1以科技展示拓展科研服务模式

当前我国图书馆在3D打印技术培训、操作规范与风险管理方面与国外还存在差距，但通过科普知识推广等活动，吸引了大批读者对3D打印技术的关注，也在实践中积累了宝贵的经验。而对于国外很多图书馆而言，3D打印技术已经成为读者展示科研作品的主要工具［6］。与传统的模型制作方式相比，3D打印的精确度与效率均更高，如哈佛大学已经将3D打印应用于细胞核仿制中。信息技术的发展改变了科研交流与服务方式，也扩展了科研合作的范围。图书馆引入3D打印技术能够吸引更多不同学科领域的科研工作者，为具有相同兴趣的人搭建科研交流平台，促进不同科研机构的沟通合作。3D打印也能够将不同领域的研究者汇聚在一起，促进学科的交叉融合，进而创造出全新的知识。此外，在科研教学过程中经常需要现场演示，图书馆可以3D打印技术构建三维模型，通过多角度的展示加深记忆，为科研教学提供更为可视化的展示方法。

4.2以3D打印技术营造创意空间

图书馆可与创意机构合作，结合自身运作情况以及3D打印技术的特点，选择闲置空间设计创意交流基地，并配置相应的3D打印设备，加强馆员3D打印专业技能培训，为读者提供创意空间服务，如图2所示。创意空间是读者相互交流讨论、共同合作并分享创意的场所，其中需要配置的设备包括计算机、3D打印机、3D打印扫描仪等，也有与建模相关的软硬件设备。图书馆员需要掌握CAD制图，明确三维建模的原理与3D打印服务的具体步骤。制定创意空间的人员、设备与服务管理规范，组织3D打印技术爱好者、IT人士成立志愿服务团队，与图书馆员一同开展服务工作，为创意空间的运作提供支撑。构建网络在线交流平台，开设虚拟网络论坛，由馆员定期推送与3D打印相关的知识，要求读者依据规范操作，并加强馆员与读者之间的沟通，并为读者之间的创意交流、作品展示提供便利。图书馆也需要定期组织开展创意作品展示、文化交流活动，以吸引更多的读者参与到创意设计中，提升图书馆的影响力。例如，复旦大学图书馆以3D打印技术为基础，设计出向所有读者开放的数字创意空间，读者通过专业课程培训后，就可以依据操作规范使用其中的3D打印设备。这样不仅让普通读者能够接触高新设备，也能够激发大众的创新兴趣。

图2　图书馆基于3D打印技术的创意空间

4.3推出嵌入式知识服务

创新思维是人类最为重要的智力资源，而3D打印是获得创新模型的重要工具［7］。图书馆主动嵌入读者科研、学习与工作全过程中，构建与读者所处环境类似的虚拟空间，深入了解读者的个性化需求，并提供必要服务的方式就是嵌入式知识服务。要实现这种服务模式，图书馆可通过合作交互的方式吸引更多智慧群体，依托3D打印技术构建嵌入式知识实验室，进而有效嵌入读者创新设计过程中，聚合读者所需的智慧资源。图书馆也可以安排专业人士为读者提供3D打印操作指导，并构建3D打印数据知识库，整合多个领域的创意资源，为创意人士的构思创作提供智力支持，进而保障创意作品变为现实。或者成立3D打印工作室，安排专人嵌入读者创新设计中，帮助他们减少实践操作中存在的问题，以尽快获得创意产品。

5　结语

3D打印改变了工业制造与生产方式，也是21世纪具有颠覆意义的技术。图书馆引进3D打印技术是适应技术创新的需求，也是体现科学知识教育的需求。我国图书馆目前还处于3D技术摸索阶段，需要通过不断实践完善服务体制。相信随着3D打印技术的进步，其在图书馆领域的应用将更为广泛，也将成为营造良好信息服务环境的有效工具。

参考文献：

［1］徐俊，曹霞.基于4G的移动图书馆服务模式研究［J］.图书情报工作，2013（S1）：141-144.

［2］陈景明.4G通信技术在移动图书馆中应用的探讨［J］.浙江高校图书情报工作，2012（4）：13-17，40.

［3］常青.对4G网络技术下图书馆服务创新工作的探讨［J］.河南图书馆学刊，2012（3）：137-138.

［4］任金波.虚拟现实技术在图书馆的应用［J］.科技创新与应用，2012（34）：53-54.

［5］杜瑾，杨志萍.国外图书馆IC空间建设研究新进展［J］.图书馆学研究，2013（2）：11-15，10.

［6］梁琦.3D打印机在图书馆服务中的应用与分析［J］.图书与情报，2013（6）：109-111.

［7］张世佳，曲建升.图书馆引入3D打印服务的意义与前景［J］.图书情报工作，2014（5）：41-47.

李希女，1972年生。本科学历，馆员。研究方向：图书馆管理、图书馆情报。

［分类号］G250.7

收稿日期：（2015-11-20；责编：徐向东。）