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图书馆3D打印服务经验浅析-中美两国高校案例(一)

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        3D打印始于20世纪80年代,主要应用在工程和工业设计,后延伸到服装、首饰、食品、医学等领域。英文全称是“three dimension print”,此外,“rapid prototyping”、“additive manufact”、“digital manufact”等也是指3D打印的内容。3D打印是通过三维软件设计模型,利用激光束、热熔喷嘴将金属粉末、塑料、细胞、沙子等材料逐层堆积黏结成型。2013年,美国总统奥巴马在国情咨文中提到希望借助3D打印技术重拾美国制造业风光。2014年的美国新媒体联盟《地平线报告》(高教版),报道翻转课堂、学习分析、游戏与游戏化、量化自我、虚拟助手是新媒体的发展方向。报告称在2~3年内,3D打印技术将广泛应用在教育机构。

        2014年,美国公共图书馆协会(Public Library Association,简称PLA)、信息技术政策办公室(Office for Information Technology Policy,简称OITP)与图书馆联合会发表的白皮书《制造的进程:3D打印介绍与公共政策》,报道图书馆应更快适应不断增长的3D打印需求,尤其是与新技术相关的知识产权和个人自由。美国图书馆协会(American Library Association,简称ALA)的OITP主席Alan S Inouye提到,“如果图书馆提供的3D打印服务是明智并且有益于创造的,那么它将引导未来几年3D打印公共政策方向的制定”。3D打印技术的发展逐渐为教育事业注入新活力。2014年,台湾科技大学与电机电子工业公会合办可实际操作的3D列印研讨会(在台湾,打印称之为列印);台湾逢甲大学开设选修课“3D列印我最潮”、“3D列印机组装课程”。3D打印技术逐渐渗透到生活各领域,激发公众的创新意识。

        世界范围内,美国拥有开展3D打印服务最多的图书馆,其次是加拿大、法国、澳大利亚等国。2011年,Fayetteville Free Library成为美国第一所面向公众开展3D打印服务的公共图书馆。2012年,内华达大学雷诺校区德拉马尔科学与工程图书馆(University of Nevada,Reno DeLaMare Science & Engineering Library,简称DeLaMare图书馆)成为美国第一所开展此项服务的高校馆。在我国,2013年上海图书馆开展了3D打印服务。同年,上海交通大学图书馆成为国内最早开展此项服务的高校馆。我国图书馆界密切关注3D打印服务的应用。中国科学院国家科学图书馆成都分馆的杜瑾在《国外图书馆IC空间建设研究新进展》中介绍了3D打印服务引入国外图书馆IC空间的情况。西昌学院图书馆的张亚君在《我国高校图书馆3D打印服务调研及发展对策》中介绍了国内高校图书馆3D打印服务的开展情况。内江师范学院图书馆的王景兰在《美国图书馆3D打印规则研究及其启示》中介绍了美国4所图书馆在禁止事项、费用和其他方面对3D打印服务进行的规则制定。中国计量学院图书馆的宋娟在《美国高校图书馆的3D技术服务经验与分析》中介绍了美国5所高校图书馆在3D打印设备采选、打印服务管理和推广的经验。

        3D打印技术通常在特定的研究项目或特殊部门应用。因此,部分学生缺少使用途径。为改变这一现状,2012年内华达大学图书馆开展了3D打印服务,以培养学生的创造性思维,为教育科研提供帮助。美国纽约州立大学奥斯威戈学院彭菲尔德图书馆(State University of New York at Oswego Penfield Library,简称Penfield图书馆)调查问卷显示:早期使用3D打印机的大部分用户是出于好奇心。随着3D打印服务的发展,用户逐渐将其用于学术研究。佛罗里达大学图书馆(University of Florida Library Marston Science Library,简称Marston图书馆)购置的3D打印设备经费全部来自学生技术基金,用于发展对学生有益的创新技术项目。科罗拉多大学摩根图书馆(Colorado State University Morgan library,简称Morgan图书馆)采用实验室赠送的3D打印设备,推广新技术的传播和应用。密歇根州立大学图书馆(Michigan State University Library,简称MSU图书馆)将3D打印服务的意义归纳为4点:(1)承担高校保存、创造、传播及应用知识的作用;(2)提供资源的可获得性,以满足教育需求;(3)运用相关设备提供优质服务;(4)提供重要的新兴设备,建立学者获取和收集信息的环境,从而提高创新能力。

1 中、美高校图书馆3D打印服务案例
        笔者数据收集耗时近2个月。在美国案例方面,在雅虎网站(www.yahoo.com)输入“3Dprint library”,选取美国高校图书馆案例5例,分别是DeLaMare图书馆、Marston 图书馆、Penfield 图书馆、MSU 图书馆、Morgan图书馆。

        我国案例方面,利用百度搜索,输入“3D打印图书馆”,并浏览各高校图书馆主页,结合图林博客信息,共计检索到6所高校图书馆主页含有3D打印服务信息,分别是上海交通大学图书馆、复旦大学图书馆、华东理工大学图书馆、电子科技大学图书馆、北京大学图书馆、河北工程大学图书馆;有2所高校图书馆在百度检索结果中显示提供此项服务,但实际浏览图书馆网页无相关信息,分别是郑州大学西亚斯国际学院图书馆和武汉大学图书馆。在雅虎网站(www.yahoo.com)输入(3Dprint)AND (library HongKong),检索到香港中文大学图书馆开展3D打印服务。在yahoo奇摩(https://tw.yahoo.com/)输入:“3D列印圖書館”,同时向“台湾国立图书馆”提交表单咨询,检索到台湾交通大学浩然图书馆开展3D打印服务。

1.1 美国高校图书馆3D打印服务案例
        2012年以前,3D打印服务主要集中在公共图书馆的创客空间(制造空间)。2012年7月,DeLaMare图书馆是美国第一所开展3D打印服务的高校馆。随后,Marston图书馆、Penfield图书馆、MSU 图书馆、Morgan图书馆等相继开展此项服务,建立了较为完善的管理制度和服务推广。

1.1.1 DeLaMare图书馆
        2012年,该馆是美国第一所提供3D打印、3D扫描服务的高校馆。馆内拥有两种不同型号的打印机,分别是uPrint SE Plus和Zprinter 450by Z Corps,为不同学科的学生提供3D建模软件,帮助用户科研和学习。该服务面向师生、内华达社区成员及社会开放[8]。经多年累积,3D技术服务成果显著。内华达大学图书馆向全校师生征求意见,在公开会议上组建起一支完整的新兴技术团队。图书馆配备高端打印机,满足用户对打印物品高精度高质量的要求。同时配备低端打印机,满足3D打印爱好者的广泛使用。

1.1.2 Marston图书馆
        2013年,图书馆员、研究人员及学生耗时半年测试3D打印机与扫描仪的性能和稳定性。2014年图书馆正式提供服务,读者须遵守相关的使用协议和版权条例。图书馆配置1台3D打印机Makerbot Replicator 2,满足普通用户的需求。如需高精度3D打印设备可到A2Fab Lab实验室,提供Zcorp ZPrinter 450和Objet Eden 260V等机型。学校组建了一支拥有工作技能的学生设计团队,利用学校设备,由专人领导为用户提供高质量的3D打印成品,以丰富3D打印经验并获得相应报酬。

1.1.3 Penfield图书馆
        学校教育部门设有科技项目组,项目参与者可使用3D打印机,其他学生没有机会。为满足用户需求,2013年,科技始创资助计划(TIP)支持该馆购买了3D打印机MakerBot Replicator2和3D扫描仪。服务开展前,图书馆信息技术人员耗时1个月学习如何使用,以期为用户提供优质服务。3D打印机的工作间用玻璃与学习区相隔。支持以班级为单位的设计以及个人使用,需提前预约,创建供讨论交流的邮箱。3D打印服务开展以来,第一个打印作品是蛇的骨骼,设计者来自动物专业;商务系学生通过3D打印作品来评估MakerBot的投资潜力;一些学生利用3D打印机探索未来生产力的模型。

1.1.4 MSU图书馆
        为保护、创造、传播和应用知识,满足科研教学需求,图书馆开展3D打印服务。图书馆拥有2台3D打印机,分别为MakerBot Replicator 5th Generation、Cube Pro Duo 3DPrinter及1台3D扫描仪。服务对象是全体师生、学院和社会。图书馆网站包括3D打印概况、提交申请表格、规章制度、常见问题集(FAQ)。图书馆制定详细的规章制度,明确3D打印机使用者应遵守相关法律。使用者有与服务相关的问题,可发送E-mail,图书馆专员负责解答。

1.1.5 Morgan图书馆
        2014年,科罗拉多州立大学摩根图书馆开展3D打印服务,该馆拥有1台3D打印机,the Afinia,供本校师生及附属访客使用。为满足多样化的打印需求,用户可到Idea-2-Product实验室,该室提供多种高端3D打印设备。用户在使用前必须经过课程培训,本校学生享受免费培训,需提前预约。培训课程2小时,内容关于3D制图软件工具的掌握、自定义打印设备及受损STL文件修复。培训后,用户掌握使用方法,文件打印前需专门人员审核。伴随3D打印服务的开展,商学院学生利用3D打印机自行设计刮冰机;2015年,该校学生利用3D打印机设计的机器人参加美国航空航天局(National Aeronautics and Space Administration,简称NASA)举办的机器人挑战赛;该项活动培养中学生对新技术的热情,组织实践3D打印服务;网站有专门的3D打印优秀作品展,激发学生的参与兴趣。

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