基于图书馆3D打印服务的知识资本使用价值研究*

徐安德 赵亚康 张月群 鲁 杨

（1.南京农业大学工学院，江苏 南京210031；2.东南大学机械工程学院，江苏 南京211189）

1 引言

知识资本即智力资本，意指通过创新思维派生的知识价值，是一种动态的无形资本。知识资本理论原本是知识经济时代里企业获得可持续发展竞争优势的理论指导，但如将这一理论引入图书馆的管理与经营中，将当下图书馆资源整合提升至知识资本整合的层面，势必会放大知识资源的整合效应，甚至会带来图书馆知识资本成几何级数增值。图书馆知识资本主要由人力资本、结构资本和用户资本三部分构成。笔者力图探索图书馆在引入3D打印服务的背景下，以知识资本中的人力资本、结构资本与用户资本的整合及转移理论为指导，强化图书馆3D打印服务的践行意义并提出发展对策。最终使得图书馆知识资本的使用价值达到最大化，进而创造出更多的社会财富。

2 3D打印服务在图书馆界的兴起

3D打印技术，是一种快速成型技术，是针对数字模型文件，以计算机技术为基础，利用激光束、热熔装置将粉末状金属、尼龙、陶瓷、塑料、细胞、沙子、石膏、橡胶等可粘合材料溶化后通过小喷嘴挤出，然后逐层打印，进而构造特定的三维真实世界的物理产品的一项增材制造技术。具体步骤是先通过数字模型或3D扫描仪提取物体的三维数据模型，然后通过CAD软件将模型的横截面分区、分层，进而层层叠加、上色、固化并相应打印出产品（如图1所示）。事实上，3D打印设备是一种利用光固化及纸层叠等技术的快速成型装置，其关键技术是三维建模。

图1 3D打印的工作流程

其实，3D打印思想可追溯至19世纪末的美国。1984年，Charles Hull发明了立体光刻技术[1]。其后，产品功能不断研发、升级，直至可打印出三维效果。3D打印最早于1995年由麻省理工研发而成。直至2010年之后，方才进入大众视野。2011年，法耶特维尔是当时全美首个免费的面向大众开展3D立体打印的公共图书馆[2]；2012年，内华达大学里诺分校的DeLaMare科学与工程图书馆则是当时全美首个提供3D立体打印的高等院校的图书馆[3]。然后，2013年2月，时任美国总统的奥巴马先生在国情咨文的演讲中再一次向全体参会人员强调3D立体打印的重要意义，同时希望由此重拾美国传统制造业的风光[4]，并由此推动美国产业与经济的发展[5]。据此，3D立体打印一炮走红，并迅速成为全球瞩目的热点话题。

从文献、新闻和网站等社会媒体工具和搜索引擎的调查可以发现，我国图书馆引入3D打印服务的时间比美国要晚一到两年。2013年，上海图书馆首先从国外将3D打印服务引入馆内。同年，上海交通大学图书馆随后成为国内第一家开展3D打印服务的高校图书馆。其实，3D打印真正得以推广是随着美国政府对创客空间的支持而全面展开的。目前3D打印是创客空间的必备内容之一，也是最具世界前沿的引领性技术。据统计，2013年4月，全球拥有3D打印设备的图书馆总计51家，而截至2015年12月，仅开设3D打印服务的美国图书馆就已经高达428家。另外，截至2015年底，国内也有14所公共图书馆与15所高校图书馆开展了3D打印的相关服务。毫无疑问，图书馆尤其是公共图书馆已成为普通读者了解、学习和使用3D打印的重要场所。目前，3D打印技术服务的巨大的发展势头和良好的发展潜力引发了国内外图书馆界的广泛关注。

3 图书馆引入3D打印服务的意义与角色定位

3D打印是伴随“第三次工业革命”发生、发展，并引领“工业4.0时代”的代表性技术。3D打印常常应用在快速成型和产品开发。早期的应用主要在工业设计、模具制造等制造领域的模型加工，后逐渐用于某些产品零部件的直接制造，并发展到医疗、信息、生物技术、时尚、娱乐、建筑、汽车、食品、教育、科研、文化创意、军工、空间探索等诸多领域。近年来，3D打印的应用已经从生产到生活、从工业到民用、从高端到大众，并且其应用越来越普遍。其实，3D打印的重要意义不仅对传统制造业产生了划时代的影响，它在图书馆中的使用，也促使广大读者甚至社会大众对图书馆的功能和价值予以了重新认识，即图书馆的服务，不仅仅是纸本服务以及电子资源的利用。图书馆中的3D打印，可以激发读者的创造力，“生产”读者潜心钻研的新奇“创意产品”。目前，图书馆中的创客空间，正得益于3D打印的得力支撑。同时，3D打印也逐渐成为图书馆创新服务的有效保障。

在传统观念里，人们去图书馆常常只是比邻而坐、安静地读书。可是，3D打印给转型中的图书馆注入了新活力。在图书馆的新式的创客文化空间中，3D打印服务为普通读者而不仅仅是相关领域的专业研究人员，提供了一个很好的知识共享与交流的相对开放的平台。不同专业的读者可根据自己的兴趣，自由选择聚会、社交或者协作，共同利用各种信息和数字资源，且由此一起探讨并实践很多想法和创意，获得更多参与和表现的交流机会，进而在相互磋商中提升自我，挖掘隐性知识，体验满足感。因此，图书馆可通过这种创新服务，吸引更多的读者走进图书馆，并由此实现从“书本位”向“人本位”的转变，极大地发挥图书馆作为公共文化空间的价值。

同时，由于3D打印技术制造产品的时间周期短，可以生产出外形结构更为复杂的成品。这样，可以满足多个性化的生产需求，并且其打印产品的准确度高、重量轻、用料省，从而对研发市场新品也极具重要意义。因此，3D打印技术对传统制造行业带来了巨大的挑战。目前，3D打印颠覆了传统规模生产的优势，降低了工业设计的门槛，改变了相应产品供应链的地理格局，所以图书馆引入3D打印技术是十分必要且极具实用价值的。其实，图书馆引入3D打印技术也是其自身科学教育、创新教育及提高馆藏资源利用价值的有益尝试。图书馆尤其是公共图书馆应充分发挥公益性与开放性的社会教育与培训的作用，适时举办各种有关3D打印知识的科普讲座、现场演示、主题图书推广、主题建模竞赛、馆徽设计及打印试用服务等，以吸引更多的潜在用户来馆，让更多的普通读者体验当今社会的高新技术与发明成果。

另外，图书馆是提供书籍、资讯和信息的空间，更是提供创造工具、激发创意灵感、开拓创新思维的场所。在图书馆引入3D打印技术，不仅切合李克强总理提出的“大众创业、万众创新”的国家战略背景[5]，而且对构建创新型社会以及促进图书馆自身事业的发展都具有十分重要的意义。3D打印技术凭借其“用户创作”的特色，可为广大读者提供开放性的教学、科研服务平台，让他们亲自动手去主动发现，进而可大幅提升其研究的效率和创造的能力。图书馆不仅为读者提供了从“阅读”到“创作”的全新体验，而且帮助读者打开了富有想象力的新世界。

总之，在图书馆引入3D打印服务具有划时代的意义。但由于这项服务内容尚处于探索发展阶段，还需要广大馆员及读者继续加强深入的经验总结与分析研究，进而提出具有指导意义的普适性战略规划与实施方案。其实，无论是3D打印的引入方案，还是它的发展措施，都属于图书馆知识资本中结构资本的范畴，因此如何推进3D打印服务，便离不开结构资本优化理论的指导，当然这也应该是包括图书馆在内的众多社会服务机构关注的热点内容。

4 图书馆开展3D打印技术服务的困境及发展对策

2013年，图书情报学学者Riel Gallan经过两个多月的时间，运用多种手段和方法，收集整理并统计出若干国家的图书馆（不包括中国）开展3D打印的服务情况[6]。结果显示，已有51家图书馆拥有低端（低于5000美元）3D打印机。从拥有国度来看，美国引领着图书馆界3D打印的潮流；从使用情况来看，有25家图书馆面向普通读者提供3D打印服务；从馆藏3D打印机的数量份额统计来看，公共图书馆的百分权重是高校图书馆的3倍之多，如图2所示。同时，调查还显示，就拥有3D打印机的数量而言，高校馆的数量与其相邻区域的公共馆的数量成反比。另外，高校图书馆官网上关于3D打印的信息更多，而公共图书馆的相应信息则较少。可见，在高校馆开展3D打印服务具有较大的潜力和价值发掘。

图2 引进3D打印的图书馆类型

随着美国等一些国家纷纷在图书馆界开展3D打印，国内长三角一带的一些图书馆，例如上海图书馆，也纷纷尝试3D打印服务。当时，主要还是作为科技展示来提供。现在，3D打印服务在我国已经有多年的应用史，已经越来越大众化与社会化。当然，图书馆开展3D打印服务的意义不在于追逐“时髦”，而在于为广大读者的学习研究和创新创意体验提供必要的工具。

事实上，对于大部分普通读者而言，3D打印仍然是一个既新鲜又陌生的创新活动。我国目前开展3D打印服务的图书馆主要可分为公共图书馆与高校图书馆两大类。这些图书馆实施的3D打印技术的服务主要为:以科普宣传为主的3D打印知识讲座、以技术推广为主的3D打印竞赛和免费试用服务及注重实用的3D打印付费服务。事实上，图书馆在实际应用方面常常存在诸多障碍，限制或阻碍着3D打印技术的进一步普及推广与发展。例如，涉及复制品、山寨品的版权保护问题；3D打印材料的选择；3D打印机本身昂贵的价格、较高的维修成本及较长的修理周期；3D打印使用时的专业引导的馆员与用户的技能培训及专业馆员数量的保障；政府及管理层对3D打印的观望态度；3D打印更多的是作为一门新技术，而没有上升为一种学习和科研的常用工具；3D打印速度慢、打印规格限制、安全风险较大、材料种类有限及分辨率不够而引起的打印物品表面较为粗糙等问题。以上这些都是3D打印推广与发展时绕不开的难题，何况了解并熟练使用3D打印机及相关设备的人始终都是少数。因此，图书馆开展3D打印服务时，都纷纷出台了各种发展对策。

图书馆开展3D打印服务时一般都需要经历前期的调研与准备、初期的规划与部署及后期的总结与优化3个阶段。例如，引入3D打印服务工作人员的配备、配套设施及空间资源的保障、安全维护措施的落实、独立使用的预约、宣传与推广、版权引导与免责协议等有效规范的约定。总之，图书馆都需要在充分调研与分析的基础上，对开展3D打印技术服务做出精准的定位。目前，图书馆3D打印服务主要分为3类:引导服务、自助服务以及创客空间或设计实验室的服务。其中，自助服务模式下的3D打印服务流程如图3所示。

图3 标准化的自助式3D打印服务流程

结合国内外图书馆3D打印服务的基本现状，就图书馆的类型、定位、规划和资源等，笔者认为我国图书馆在内容和策略上可采取如下措施。

（1）设备引入及成本控制。3D打印设备以打印机和扫描仪为主，主要包括自行购买、基金支持购买、获赠3种形式。大部分图书馆选择易于维护、操作简单、价格适中的入门级的3D打印。这样，更适合技术普及，也便于与拥有高尖端3D打印设备的其他部门（如学术科研团队）形成优势互补。其中，需注意的是3D扫描仪是未接受过3D建模培训和非专业师生的必备工具。同时，对于极少数技术能力较弱的用户，也要有足够的耐心。另外，就一般图书馆而言，聚乳酸基塑料（PLA）为3D打印材料的首选。因为它在使用中不会对人体器官造成损伤或引起身体不适[7]，而且也更环保，材料成本也相对在可接受范围。

（2）推广宣传及服务营销。向用户推广3D打印服务主要有以下几项策略:一是通过图书馆网站宣传服务。可在线进行咨询和使用指南。二是现场展演。图书馆可制作传单、海报、展板、宣传手册及专业化软件，并进行相应的现场解答、经验交流甚至互动。另外，还可现场打印3D样品，展示并解读其功能。三是利用新媒体社交工具平台。例如可通过微信朋友圈点赞、转发等方式积聚人气，让用户在不知不觉中感受3D打印的神奇。进而在3D打印爱好者的“朋友圈”中交流、互动与推广[8]。四是鼓励学科馆员向对口部门宣传推广。此外，图书馆还可利用科普周、创客嘉年华等活动，与社会举办方展开合作，进而彼此互惠，达成“双赢”。另外，还可以通过企业、大学、科研院所之间的“产学研协同创新”，激发用户的学习热情，进而达成更深层次的3D打印服务的宣传推广。

（3）政策导向及规则制定。其实这里主要是就3D打印的主体、客体以及知识产权等作出的说明与指示。主要包括:服务范围、打印的数量及质量、打印的耗时、打印的优先次序、如何支付打印费用、限制及禁止事项等[9]。其中可结合材料的采购成本、用户的打印需求、经费的预算及服务特点等适当收取打印成本费。必要时可设定最低收费额度、阶梯价格制度。计费方式包括打印物品的长度、体积、重量和打印时间等。同时还可收取适当的“密钥卡”保证金。当出现违规打印造成损失或3D打印物品逾期取回时，图书馆可对用户进行相应的罚款。在禁止打印限制事项方面，用户必须遵守版权、商标权、专利权及图书馆的使用政策。图书馆还必须明确禁止打印枪支弹药等危禁品，禁止打印淫秽色情物品等。同时，图书馆也可以考虑为3D打印用户建立相应的产权及隐私档案。当然，在3D打印过程中我们也必须注意不宜过多强调限制及禁止事项[10]。

（4）安全事项及操作培训。历来“安全无小事”。3D打印过程中必须要求用户正确使用设备，养成良好的行为习惯。图书馆切不可忽视安全因素，应牢牢树立“违者即被请出”的权威意识。安全培训中可将专业馆员与研究生助教的讲解相结合，努力做到:①让用户熟练掌握3D打印的规范流程及安全操作，熟悉打印机的多个移动部件且保证不随意安装或删除。②切莫对运行状态的打印机做任何机械式的调整。操作中一旦发现仪器锁定或“卡死”，不要进行手工尝试，而应使用电子面板上的自动控制来紧急关闭，进而取消打印作业。若遇到紧急情况，也可拔掉电源使仪器进行急救系统的关闭操作。③打印结束后，刮除废料时须注意手指及其他部位免受伤害，同时做到保持环境清洁及物归原位。④用户在打印结束后，尽力做好本次打印的完整记录。

（5）预约制度及规范管理。①实行预约制度。与传统的服务项目不同的是，图书馆购置3D打印设备的数量有限，相应的人员、场地、材料等配套资源也需要根据实际需求有效的组织、配置、调控及优化。实用中感兴趣的用户可能有很多，往往容易造成供需不平衡。因此，构建一套行之有效的预约系统并将其嵌入既有的服务管理平台中就显得很有必要。例如，用户可先使用自己的工作号进行预约。这样，用户再提交3D打印申请表，审核通过后便可获得3D打印的相关资源的服务。②统一STL格式。目前绝大部分的3D建模程序都支持STL格式的数字文件。必要时用户可申请免费使用格式转换软件（如MeshLab），进行STL格式的转换。此外，图书馆可考虑构建专门的在线3D模型库，以便大家共建共享优质的3D模型。当然，图书馆还应适时公布相应文件的命名规范、打印机所能制造的3D产品尺寸等。

（6）信息反馈与效果评估。为确保3D打印以及相关材料能有效满足广大用户的实际需求，达成预期目标，根据各种信息反馈，做好服务评价，其实是一项不应被广大图书馆人忽视的关键环节。评价主要是对3D打印服务的运营过程、影响和作用进行分析与总结，进而确定相应服务中的规划与实施策略是否有效，用户是否满意。目前，评估的主要内容有:设备引入及成本控制、营销服务与宣传推广的效果、用户的参与度及其行为的规范性、3D打印的成功率及其产生的积极影响或促进作用、3D打印服务模式的综合效益、3D打印服务对图书馆形象的优化作用等。当然，3D打印服务的评估报告也是彰显其服务价值、向上级汇报相应活动影响力的支持材料。此外，调查评估只要是以用户需求为导向，以提高用户满意度为目标，其内容及形式可以灵活多样、不拘一格。

以上是图书馆开展3D打印技术服务发展对策的6个主要方面。其中，既涉及到人力资本（如学科馆员及研究生助理的专业培训），也涉及到结构性资本（如设备引入、安全操作、知识产权、政策及规则），还涉及到用户资本（如营销宣传、信息反馈）。这样，我们便可通过结构资本与人才资本的相互渗透及相互影响，使得用户资本转化成用户的获益资本。

5 结语

事实上，图书馆开展的3D打印服务，仍处于探索阶段，所以还存在许多问题。但3D打印凭借其特有的数字格式存储及个性化的特色产品，具有改变图书馆服务生态的巨大潜力，是未来的发展趋势之一。随着行业技术的进步，3D打印的成本会逐步走低，产出效率却会步步攀升。因而，3D打印一定会成为图书馆服务边界拓展和内容创新的优选项。总之，只要坚定不移地从知识资本、知识循环、知识转移的视角来分析用户资本，同时以用户需求为中心、以用户满意为目标，便一定能够使得图书馆的3D打印服务的使用价值达到最大化。