3 D打印机在图书馆服务中的应用与分析

梁 琦

（大连图书馆 辽宁大连 116012）

1 3D打印技术的发展与应用现状

3D打印技术是以计算机三维设计模型为蓝本，通过软件分层离散和数控成型系统，利用激光束、热熔喷嘴等方式将金属粉末、陶瓷粉末、塑料、细胞组织等特殊材料进行逐层堆积黏结，最终叠加成型，制造出实体产品。

目前，由于3D打印机支持很多种材料，因此它被广泛应用在工业设计、建筑设计、磨具制造、医学、航空航天、家电食品等不同领域，也将在教育、地理信息系统、人类学、娱乐等更多的领域产生影响。特别是在教育方面，3D打印同计算机一样，已被数学课、生物课、艺术课、历史课及文学课的课堂所采用。如在美国国家科学基金会、国家科学数字图书馆和图书博物馆协会的资金支持下，美国康奈尔大学的教授和图书馆管理员们为数字图书馆设计了传动模型（K-MODDL），以便为传动/运动几何学和激情发展史的相关课程提供开放的多媒体教学资源。

2 3D打印机在图书馆服务之中的应用分析

2.1 3D打印机在图书馆服务中的应用现状

3D打印技术为教育行业注入了新的活力，也为图书馆的用户服务提供了新的技术支持与发展动力，成为了国内外图书馆特别是高校图书馆的一个新的研究与实践热点。

国外图书馆利用3D打印机中，最典型的实践案例是与阿拉巴马大学图书馆。一直以为用户打造电子科研环境为目标的阿拉巴马大学图书馆，于2012年年底建立了一个由一台3D双头打印机、15台3D模型设计工作站和相关的附属设备组成的开放式3D打印工作室，以向全校师生提供3D打印特色服务。阿拉巴马大学图书馆的3D打印工作室为了向用户提供所倡导的开放式服务，不但树立了开放式的服务理念、构建了开放式的3D打印机使用环境，还实行开放式的管理模式，制定了用户培训计划与一套作为图书馆工作人员和用户的培训指南的标准作业程序手册。阿拉巴马大学图书馆凭借着3D打印工作室项目在服务理念、管理模式、项目评估、应用推广等方面的创新，因而获得了2013年美国斯坦福大学设立的全球性研究图书馆创新奖提名。此外，还有如密歇根大学图书馆、内华达大学雷诺校区图书馆、迈阿密大学图书馆、康内尔大学图书馆等。

相比较国外图书馆的3D打印机应用，国内的3D打印机引进时间较晚，且目前主要局限于经济发展最快的长三角地区。2013年5月，上海图书馆宣布正式引进两台3D打印机，宣告着3D打印机真正进入到了我国图书馆界。上海图书馆的3D打印机主要向读者提供3D打印服务，与普通的图书馆复印和打印服务一样，用户只需提供3D打印的数字文件及费用即可，尽管服务的价格主要以读者所需打印的3D物件的厚度、精度及打印时间综合而成，但对收费标准还未制定。此外，我国还有苏州图书馆、上海交通大学图书馆、复旦大学图书馆、武汉大学图书馆等也在2013年先后引进了3D打印机，其中：苏州图书馆的3D打印机（两台）系江南嘉捷电梯股份有限公司所捐赠，以让更多的孩子去体验和了解这一新的技术；武汉大学图书馆的3D打印机（一台）是由该校2007级城市设计学院城市规划专业毕业生顾浩其所在工作室为母校所提供的。值得一提的是，国内的图书馆在3D打印机的服务应用中方式多样，创新点颇多，如复旦大学图书馆为了拓宽学生眼界，普及科技前沿知识，为3D打印爱好者提供展示舞台，面向全校师生征集具有复旦元素的3D打印建模，经初步筛选，对符合打印要求的作品3D打印后在向全校师生展示；武汉大学图书馆由于3D打印服务远远满足不了学生需求而建立了预约制度，并为了鼓励学生提供原创作品进行3D打印，对原创作品优先安排；上海交通大学图书馆为了让更多的用户了解和应用3D打印机而采取了举办 “3D打印·从想象到现实”讲座、举办“思源杯”3D 打印设计大赛、成立“图书馆 3D打印机小组”等措施。

2.2 3D打印机在图书馆服务中的应用特点与分析

从以上国内外图书馆的3D打印机应用现状可以看出，尽管3D打印技术还属新生事物，3D打印机的价格也非常昂贵，但国内外的图书馆已关注到了该项技术与提供打印服务所带来的价值，一些经济较好的图书馆特别是高校图书馆通过采购或捐赠等方式，积极引进3D打印机，并将其运用到图书馆学习空间构建、成立3D打印室等领域，延伸了图书馆的服务内容与领域，也引领了图书馆服务的未来发展方向，创新了图书馆服务模式。仔细分析国内外图书馆的3D打印机应用成功案例，会发现有着一定的特点，对这些特点的理性分析也将为将来图书馆3D打印机的更好应用提供借鉴与指导。首先，3D打印机来源广泛。因为3D打印机价格昂贵，加之打印耗材也都是价格居高的合成材料，因而目前进行大量的引用还不现实，国内的武汉图书馆与苏州图书馆通过捐赠方式来配置3D打印机为我们提供了思路，特别是对于一些有3D打印技术研究中心、研究实验室的高校图书馆，还可以拓宽思路，采取与研究中心合作等形式，来为图书馆的3D打印服务提供发展路径；其次，3D打印机的服务形式多样，图书馆3D打印机提供的不止是简单的3D打印，而是通过3D打印机来启发用户的灵感与创新热情，还可通过如上海交通大学图书馆建立兴趣小组、复旦大学图书馆依靠3D打印机举办建模大赛活动等方式丰富3D打印机的服务功能；再次，完善的管理制度。阿拉巴马大学图书馆所制定的开放管理模式以及图书馆员与用户培训手册，都值得后来的图书馆效仿和学习。唯一不足的是，从目前的应用实践来看，对于3D打印机的收费标准，因为需考虑的因素太多，且许多图书馆都是最近引进，因而提供的都是免费服务，制定合理的收费标准或将是未来的一大研究热点与实践探索难点。

2.3 3D打印机在图书馆服务之中的应用障碍分析

尽管目前3D打印机已在诸多领域得到了应用，业界对其的发展也注入了极高的期望，但对以服务大众用户的图书馆特别是公共图书馆来说，在用户服务中引入的大量的3D打印机还存在诸多的障碍，其中，成本、效率、知识产权及材料选择等将是不可避免的主要障碍。

（1）成本障碍。复杂的打印程序、较长的打印时间、极高的机器保养费用、高价的化学聚合物打印材料等，使得3D打印机的成本十分昂贵。对主要提供知识与信息的图书馆来说，有限的设备购置费用很难用来购买大量的3D打印机，在应用时还不得不考虑到时间及规模成本，因此，从短期发展现状来看，3D打印机在成本上没有优势，只能是图书馆在构建体验中心、专业学科服务、学习空间构建时的一大补充或辅助设备。

（2）效率障碍。尽管3D打印机的出现被业界分析认为将对制造业特别是劳动密集型企业带来深远的负面影响，但对图书馆来说，这个观点还有待商榷。因为3D打印是一层层来制作物品，如果想把物品制作的更精细，则需要每层厚度减小；如果想提高打印速度，则需要增加层厚，而这势必影响产品的精度质量。而图书馆需向用户提供快捷的信息与知识服务，如果将服务的产品转向提供经3D打印机打印而成、附加了大量知识元素的实物模型，服务的效率是否能得到用户满意，都将成为疑问。

（3）知识产权保护障碍。3D打印机让资本和工作重组，产品容易被复制和扩散，相关专利变得难以保护，盗版几率大增。对图书馆来说，由于面对广大的用户，在应用3D打印机时进行相关知识产权的保护将是无法逃避的问题。

（4）材料障碍。3D打印不是一项高深的技术，与普通打印的区别就在于打印材料。目前的打印材料主要是化学聚合物，为了满足市场需求，多家企业已展开了对所需材料的合成与聚合，但目前来看，发展还并不让人满意，材料的数量还非常有限。如以色列的Object是当前3D打印技术掌握最多打印材料的公司。它已经可以使用14种基本材料并在此基础上混搭出107种材料，两种材料的混搭使用、上色也已经是现实。但是，这些材料种类与人们生活的大千世界里的材料相比，还相差甚远。同时，这些材料的价格也不相同，便宜的几百元一公斤，最贵的要四万元左右。如何选择材料，对包括图书馆在内的所有领域都是一大难题。

（5）伦理障碍。3D打印技术自诞生初期，就让世界看到了其隐含的一系列担忧，其中，伦理问题是主要的担心之一。人们都在想，如果世界所有物体、所有事物都可以用来重新打印和复制，社会的伦理秩序将会变得混乱不堪。对图书馆来说这一点也是障碍与挑战之一，如何防范和界定，以防为用户提供的打印产品超出了社会正常的伦理认知范畴，必将是3D打印机广泛应用于图书馆服务之时需思考的问题之一。

［1］3D 打印［EB/OL］.［2013-10-23］.http://baike.baidu.com/link?url=3RrPbztxerNvBXpQeU_iWExTj4FAzVtnEhV4x Vk0SaGqj3sz9eICenGwkxIW3vriKxz-BUDzKtXbiCPrCs_47K.

［2］凭借Dimension 3D打印机 康奈尔大学重现历史片段［EB/OL］.［2013-10-23］.http://www.3done.cn/thread-597-1-1.html.

［3］Scalfani,Vincent F.;Sahib,Josh.A Model for Managing 3D Printing Services in Academic Libraries［EB/OL］.［2013-10-23］.http://www.istl.org/13-spring/refereed1.html.

［4］Rodgers Library 3D Printing Studio Standard Operating Procedures ［EB/OL］.［2013-10-23］.http://www.lib.ua.edu/sites/default/files/rodgers/Rodgers 3D Printing SOP_V2.0.pdf.

［5］Stanford Prize for Innovation in Research Libraries:2013 SPIRL entries ［EB/OL］.［2013-10-23］.http://library.stanford.edu/projects/stanford-prize-innovation-research-libraries-spirl/2013-spirl-entries.

［6］University of Michigan 3D Lab,Digital Media Commons,A Service of MLibrary ［EB/OL］.［2013-10-23］.http://um3d.dc.umich.edu.

［7］Free,D.University of Nevada-Reno Library offers 3-D printing ［EB/OL］.［2013-10-23］.http://www.unr.edu/nevada-today/news/2012/3d-copier.

［8］Miami University Libraries［EB/OL］.［2013-10-23］.http://www.lib.muohio.edu/computing/3d-printing.

［9］Cornell University Library［EB/OL］.［2013-10-23］.http://www.library.cornell.edu/.

［10］上海图书馆成为全国首家引进3D打印技术的图书馆读者打印需要支付相应费用［EB/OL］.［2013-10-23］.http://www.nlc.gov.cn/newtsgj/yjdt/2013n/6y_8611/201306/t20130608_74791.htm.

［11］3D 打印机正式进驻上海图书馆［EB/OL］.［2013-10-23］.http://article.pchome.net/content-1624956.html.

［12］苏州图书馆引入 3D 打印机［EB/OL］.［2013-10-23］.http://ssreader.szlib.com/ddlib/publishInfo.shtml?iid=12138&tid=2596.

［13］武汉大学新图书馆引进3D打印机将投入使用［EB/OL］.［2013-10-23］.http://maker8.com/thread-1967-1-html.

［14］征集 3D 打印建模啦！ ［EB/OL］.［2013-10-23］.http://www.library.fudan.edu.cn/main/info/3820.htm.

［15］讲座通知：3D 打印·从想象到现实［EB/OL］.［2013-10-23］.http://www.lib.sjtu.edu.cn/view.do?id=3993.

［16］“思源杯”3D 打印设计大赛在上海交大启动［EB/OL］.［2013-10-23］.http://news.sjtu.edu.cn/info/1022/145178.htm.

［17］图书馆 3D 打印机小组招人啦［EB/OL］.［2013-10-23］.http://tieba.baidu.com/p/2497391738.

［18］古丽萍.蓄势待发的 3D 打印机及其发展［J］.数码打印，2011，（10）：64-67.

［19］3d 打印机［EB/OL］.［2013-10-23］.http：//baike.baidu.com/link?url=JGx7_oWm4Ea-UwCfRRh9mG_63gdVs_hVeG2u7W3WPWq_OZLn0oeXskb9YN112l_KL7QdRY o8a1tVE20hiClgBK.