馬珂楠，陳 虎，沈妍汝，周永勝，王 勇，孫玉春△

(1.北京大學(xué)醫(yī)學(xué)部醫(yī)學(xué)技術(shù)研究院，北京 100191；北京大學(xué)口腔醫(yī)學(xué)院·口腔醫(yī)院2.口腔醫(yī)學(xué)數(shù)字化研究中心，口腔修復(fù)教研室，3. 口腔修復(fù)科，國家口腔醫(yī)學(xué)中心，國家口腔疾病臨床醫(yī)學(xué)研究中心，口腔數(shù)字化醫(yī)療技術(shù)和材料國家工程實(shí)驗(yàn)室，口腔數(shù)字醫(yī)學(xué)北京市重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，國家衛(wèi)生健康委員會(huì)口腔醫(yī)學(xué)計(jì)算機(jī)應(yīng)用工程技術(shù)研究中心，國家藥品監(jiān)督管理局口腔材料重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 100081)

選擇性激光熔化(selective laser melting, SLM)技術(shù)逐漸應(yīng)用于可摘局部義齒支架的制作，常用的金屬材料主要有鈷鉻合金、純鈦和鈦合金(Ti-6Al-4V)粉末。SLM打印鈷鉻、鈦合金支架的精度和組織面適合性能夠滿足臨床需求[1-5]。若要保證可摘局部義齒在口內(nèi)能夠較為長期地行使功能，還需關(guān)注卡環(huán)的固位。圓環(huán)形卡環(huán)作為可摘局部義齒重要的一類固位體，其固位力備受關(guān)注。一些學(xué)者通過有限元分析的方式研究圓環(huán)形卡環(huán)的固位力[6-8]。目前尚未見有研究者對比評價(jià)不同設(shè)計(jì)的SLM鈷鉻、純鈦、鈦合金卡環(huán)的固位力。本研究采用有限元分析的方法，根據(jù)臨床最為常用的鑄造鈷鉻合金圓環(huán)形卡環(huán)的固位要求，對比評價(jià)兩種卡環(huán)臂尺寸，進(jìn)入0.25 mm 或0.50 mm倒凹的SLM鈷鉻、純鈦、鈦合金圓環(huán)形卡環(huán)的固位力，并分析卡環(huán)在脫位過程中的應(yīng)力分布。

1 材料與方法

1.1 卡環(huán)材料性能測試

按照ISO 22674: 2016，使用CAD軟件CATIA V5-6R2018 (Dassault公司，法國)設(shè)計(jì)平行長度為18.0 mm、平行長度的原始橫截面直徑為3.0 mm的啞鈴狀拉伸試樣[9-10]。使用SLM設(shè)備Tr150(南京前知智能科技有限公司，中國)打印鈷鉻合金(北京德普潤新材料科技有限公司，中國)試樣，使用Ti150打印純鈦(江蘇威拉里新材料科技有限公司，中國)和鈦合金(寧波尚材三維科技有限公司，中國)試樣。3種SLM金屬粉末的主要化學(xué)組成見表1。每種金屬按打印方向各分為兩組(n=12)， 即試樣長軸沿X軸方向(水平擺放)和沿Z軸方向(豎直擺放)。對試樣進(jìn)行退火處理時(shí)，先從室溫升溫到各自的退火溫度，保溫60 min，然后在熱處理爐中冷卻至室溫。SLM主要工藝參數(shù)見表2。試樣(圖1)從成形平臺上切割分離后，對其常規(guī)噴砂和打磨處理。

A, design data; B, clasp specimens built vertically and horizontay.圖1 SLM金屬拉伸試樣Figure 1 SLM-built metal tensile specimens

表1 SLM金屬粉末主要化學(xué)組成Table 1 Main chemical components of SLM metallic powder

表2 不同金屬材料的主要工藝參數(shù)Table 2 Main process parameters for different metals

1.2 有限元模型建立

卡環(huán)設(shè)計(jì)：使用牙頜模型掃描儀D2000(3Shape公司，丹麥)獲取已預(yù)備的標(biāo)準(zhǔn)上頜第一前磨牙STL數(shù)據(jù)。在逆向工程軟件Geomagic Studio 2014(3D Systems 公司，美國)中調(diào)整基牙， 以Y軸正方向?yàn)榫臀坏婪较?。在牙科CAD軟件Dental System 2019 (3Shape公司，丹麥)中，設(shè)計(jì)A(體部寬度/厚度為1.9 mm/1.1 mm、卡環(huán)臂聚合度為0.8，該尺寸為軟件的默認(rèn)尺寸)和B (尺寸A的1.2倍)兩種圓環(huán)形卡環(huán)尺寸，針對上述尺寸再分別設(shè)計(jì)0.25 mm(A1，B1)和0.50 mm(A2，B2)兩種進(jìn)入倒凹深度。為方便施加載荷和位移約束，使用Geomagic Studio 2014在支托上設(shè)計(jì)以Y軸為長軸的圓柱。

幾何導(dǎo)入和材料屬性設(shè)置：在Geomagic Studio 2014中將基牙代型和卡環(huán)由STL網(wǎng)格轉(zhuǎn)為非均勻有理B樣條(non-uniform rational B spline, NURBS)曲面后，在前處理軟件SpaceClaim 2020 R2(Ansys公司，美國)中進(jìn)行裝配。在Ansys Workbench 2020 R2(Ansys公司，美國)中選擇靜力學(xué)分析模塊，導(dǎo)入裝配體。將測量得到的SLM金屬(鈷鉻、純鈦、鈦合金)的密度和彈性模量賦予卡環(huán)，將釉質(zhì)的密度、彈性模量、泊松(Paisson)比賦予基牙[11]。設(shè)置A1形態(tài)的鑄造鈷鉻合金卡環(huán)為對照組C，并賦予鑄造鈷鉻合金的密度和彈性模量[8]。所有金屬的泊松比設(shè)定為0.33[12-13]。用于有限元分析的材料屬性見表3。

表3 用于有限元分析的材料屬性Table 3 Materials properties for finite element analyses

接觸設(shè)置和網(wǎng)格劃分：在基牙與卡環(huán)間設(shè)置摩擦系數(shù)為0.2的摩擦接觸[14]，以卡環(huán)組織面和基牙外表面為目標(biāo)面和接觸面(圖2)，調(diào)整卡環(huán)與基牙的界面至接觸。以單元尺寸為0.2 mm的四面體網(wǎng)格初始劃分卡環(huán)和基牙[12,15]。不同設(shè)計(jì)的各組卡環(huán)與基牙網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)和單元數(shù)量見表4。圖3為A1形態(tài)的卡環(huán)與基牙代型網(wǎng)格。

A, contact body; B, target body.圖2 卡環(huán)與基牙的摩擦接觸Figure 2 Frictional contact between clasp and abutment tooth

圖3 卡環(huán)和基牙網(wǎng)格Figure 3 Mesh of the clasp and abutment tooth

表4 不同設(shè)計(jì)的各組卡環(huán)與基牙網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)和單元數(shù)量Table 4 Mesh nodes and elements of each group of clasp and abutment tooth

邊界條件和分析設(shè)置：在卡環(huán)上方圓柱上表面施加沿Y軸正方向的大小為5 N的脫位力；在圓柱側(cè)表面施加位移約束，限制卡環(huán)在X軸、Z軸方向的位移。在基牙底面施加固定約束(圖4)。載荷步按時(shí)間初始劃分為20個(gè)子步，最終劃分子步的數(shù)量不少于10且不超過50；打開弱彈簧效應(yīng)和大變形選項(xiàng)。

A, force; B, displacement; C, fixed support.圖4 有限元分析的邊界條件Figure 4 Boundary conditions for finite element analyses

固位力分析：采用自適應(yīng)網(wǎng)格細(xì)化，設(shè)定細(xì)化網(wǎng)格的循環(huán)次數(shù)為4、細(xì)化深度為2，讓軟件自動(dòng)完成局部網(wǎng)格加密和計(jì)算求解，直至卡環(huán)沿著Y軸方向的最大位移收斂，收斂容差為20%。若卡環(huán)沒有完全脫位，則每次在卡環(huán)上重新施加比上一次多5 N的載荷，直至卡環(huán)能夠完全脫位，從而得出不同組卡環(huán)的固位力區(qū)間。

1.3 卡環(huán)實(shí)際固位力測試

使用咀嚼模擬器CS-4.2(SD Mechatronik公司，德國)測量卡環(huán)固位力。在數(shù)據(jù)處理軟件Magics 21.0(Materialise 公司，比利時(shí))中為基牙底部添加圓柱形底座，使用切削設(shè)備408 MT(Willemin-Macodel 公司，瑞士)加工304不銹鋼基牙代型，利用冷鑲嵌樹脂Technovit 4000(Kulzer公司，德國)將基牙代型包埋固定在樣品倉中，并置于純化水浸泡的環(huán)境中，力傳感器位于樣品倉的正下方。在Geomagic Studio 2014中延長卡環(huán)支托上方的圓柱。使用與拉伸試樣相同的設(shè)備和工藝制作根據(jù)有限元分析結(jié)果篩選出的3組SLM金屬卡環(huán)，每組6個(gè)試樣?？ōh(huán)試樣固定于上方的夾具中(圖5)， 隨著夾具做振幅為15 mm、速率為60 mm/s的上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)。連續(xù)10個(gè)就位/脫位周期內(nèi)豎直方向上最大拉力的均值記為該卡環(huán)試樣的固位力。

圖5 SLM 圓環(huán)形卡環(huán)在基牙代型上就位Figure 5 Insertion of an SLM-built circumferential clasp on the die

1.4 von Mises 應(yīng)力分析

前述接觸分析篩選出與對照組卡環(huán)固位力相當(dāng)?shù)腟LM鈷鉻、純鈦、鈦合金卡環(huán)的卡環(huán)臂尺寸和進(jìn)入倒凹深度，分別對這3組卡環(huán)上方圓柱上表面施加15 N的力，其余設(shè)置同上，計(jì)算von Mises應(yīng)力。對比對照組卡環(huán)，以及與對照組卡環(huán)固位力相當(dāng)?shù)?組SLM金屬卡環(huán)的應(yīng)力分布和最大von Mises應(yīng)力。

1.5 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析

利用統(tǒng)計(jì)軟件SAS 9.4(美國)，對SLM鈷鉻、純鈦、鈦合金在水平擺放或豎直擺放打印時(shí)的彈性模量、屈服強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度和斷后伸長率進(jìn)行Shapiro-Wilk正態(tài)性檢驗(yàn)。所有組數(shù)據(jù)均符合正態(tài)性，之后對同一種金屬在水平擺放與豎直擺放打印時(shí)的彈性模量、屈服強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度和斷后伸長率分別進(jìn)行兩組隨機(jī)化設(shè)計(jì)資料的t檢驗(yàn)，比較水平擺放和豎直擺放打印的金屬的拉伸性能。對通過實(shí)驗(yàn)測得的3組SLM金屬卡環(huán)的固位力進(jìn)行單因素方差分析以及Bonferronit檢驗(yàn)，比較這3種SLM金屬卡環(huán)的固位力。通過殘差分析驗(yàn)證獨(dú)立性、正態(tài)性和方差齊性假設(shè)，雙側(cè)檢驗(yàn)，P<0.05 認(rèn)為差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 SLM金屬材料密度和拉伸性能

SLM純鈦和鈦合金的密度約為SLM鈷鉻合金的二分之一(表3)， 這3種SLM金屬在試樣水平擺放和豎直擺放打印時(shí)測得的彈性模量差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05，表5)。由于在接觸分析時(shí)，假設(shè)金屬卡環(huán)始終處于彈性應(yīng)變階段，故可將3種SLM金屬視為各向同性材料(表3)， 然而,3種金屬的在試樣水平擺放和豎直擺放打印時(shí)測得的屈服強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度和斷后伸長率差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)， SLM鈷鉻合金的抗拉強(qiáng)度、SLM純鈦的斷后伸長率除外(表5和表6)。SLM鈦合金的彈性模量與SLM純鈦接近，均低于SLM鈷鉻合金。SLM鈦合金的屈服強(qiáng)度和抗拉強(qiáng)度高于SLM鈷鉻合金和純鈦，表明其更不易發(fā)生屈服和斷裂。SLM純鈦的斷后伸長率遠(yuǎn)高于SLM鈷鉻、鈦合金，顯示其具有更好的塑性。

表5 SLM金屬材料的彈性模量和屈服強(qiáng)度Table 5 Elastic modulus and yield strength of SLM metals

表6 SLM金屬材料的抗拉強(qiáng)度和斷后伸長率Table 6 Tensile strength and elongation after fracture of SLM metals

2.2 圓環(huán)形卡環(huán)的固位力

對照組卡環(huán)的固位力為15～20 N。B1、B2形態(tài)的SLM金屬(鈷鉻、純鈦、鈦合金)卡環(huán)(表7)、A2形態(tài)的SLM 鈷鉻卡環(huán)的固位力均大于對照組卡環(huán)；A1形態(tài)的SLM純鈦、鈦合金卡環(huán)的固位力小于對照組卡環(huán)；A1形態(tài)的SLM鈷鉻卡環(huán)，A2形態(tài)的SLM純鈦、鈦合金卡環(huán)的固位力與對照組卡環(huán)固位力相當(dāng)(15～20 N)。相比于改變卡環(huán)進(jìn)入倒凹的深度，改變卡環(huán)臂尺寸對卡環(huán)固位力的影響更大。當(dāng)卡環(huán)臂尺寸由A增加到B，改變卡環(huán)進(jìn)入倒凹的深度對卡環(huán)固位力的影響減小。卡環(huán)就位/脫位實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，A1形態(tài)的SLM鈷鉻卡環(huán)，A2形態(tài)的SLM純鈦、鈦合金卡環(huán)，三者的固位力差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)，其中SLM純鈦、鈦合金卡環(huán)固位力均值與有限元分析結(jié)果一致，SLM鈷鉻卡環(huán)固位力均值略偏離計(jì)算結(jié)果(表8)。

表7 不同設(shè)計(jì)的金屬卡環(huán)的固位力區(qū)間Table 7 Retentive force range of metallic circumferential clasps with different designs

2.3 卡環(huán)在脫位過程中的應(yīng)力分布

雖然A1形態(tài)的對照組卡環(huán)，SLM鈷鉻卡環(huán)，A2形態(tài)的SLM純鈦、鈦合金卡環(huán)四者的最大von Mises應(yīng)力相當(dāng)，但A1形態(tài)的對照組卡環(huán)與SLM鈷鉻卡環(huán)的應(yīng)力集中區(qū)域均位于固位臂中間，而A2形態(tài)的SLM 純鈦、鈦合金卡環(huán)的應(yīng)力集中區(qū)域更接近卡體部位(圖6和圖7)。A2形態(tài)的SLM鈦合金卡環(huán)的最大von Mises應(yīng)力并未超過其屈服強(qiáng)度，而A1形態(tài)的SLM鈷鉻卡環(huán)、A2形態(tài)的SLM純鈦卡環(huán)的最大von Mises應(yīng)力均超過各自的屈服強(qiáng)度(表8)。

A, the control group; B, SLM-built Co-Cr clasp with design A1; C, SLM-built CP Ti clasp with design A2; D, SLM-built Ti-6Al-4V clasp with design A2. Unit: ×108 Pa.圖6 在15 N載荷作用下不同組卡環(huán)固位臂磨光面的應(yīng)力分布Figure 6 Stress distribution of clasps’ polishing surfaces under 15 N dislodging force

A, the control group; B, SLM-built Co-Cr clasp with design A1; C, SLM-built CP Ti clasp with design A2; D, SLM-built Ti-6Al-4V clasp with design A2. Unit: ×108 Pa.圖7 在15 N載荷作用下不同組卡環(huán)固位臂組織面的應(yīng)力分布Figure 7 Stress distribution of clasps’ intaglio surfaces under 15 N dislodging force

表8 與對照組卡環(huán)固位力相當(dāng)?shù)腟LM金屬卡環(huán)實(shí)測固位力和最大von Mises應(yīng)力Table 8 Measured retentive force and maximum von Mises stress of SLM-built clasps with equivalent computed retentive force range to the control group

3 討論

在臨床實(shí)踐中，既不希望SLM金屬卡環(huán)的固位力過小，以免可摘局部義齒在口內(nèi)固位不良；也不希望其過大，以免患者摘戴義齒困難。本研究以臨床常用的鑄造鈷鉻卡環(huán)的固位力為標(biāo)準(zhǔn)，對比和篩選SLM鈷鉻、純鈦、鈦合金卡環(huán)的設(shè)計(jì)，簡單圓環(huán)形卡環(huán)的固位力主要來自卡環(huán)與基牙的摩擦力。在有限元分析中，大多將材料視為均質(zhì)、連續(xù)、各向同性的線彈性材料。不同于整體熔化后再冷卻成形的鑄造件，由于逐點(diǎn)掃描、逐線搭接、逐層堆積的長期循環(huán)往復(fù)，SLM打印零件的顯微組織結(jié)構(gòu)和力學(xué)性能依賴于工藝條件。不同研究者對SLM金屬的力學(xué)性能是否存在各向異性持有不同的觀點(diǎn)[7,16]。本研究所用SLM金屬在試樣水平擺放和豎直擺放打印時(shí)的彈性模量差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，故在有限元分析時(shí)，將SLM金屬視為各向同性材料。SLM鈷鉻合金的彈性模量接近對照組鑄造鈷鉻合金；而SLM純鈦和鈦合金具有相近的彈性模量，二者均明顯低于對照組鑄造鈷鉻合金。在卡環(huán)脫位時(shí)，相同設(shè)計(jì)形態(tài)的SLM純鈦和鈦合金卡環(huán)變形量相近、對基牙施加的壓力相近，均低于SLM鈷鉻卡環(huán)和對照組卡環(huán)。在摩擦系數(shù)相同的前提下，相同設(shè)計(jì)形態(tài)的SLM純鈦和鈦合金卡環(huán)固位力相近，均低于SLM鈷鉻卡環(huán)和對照組卡環(huán)。若要與對照組卡環(huán)具有相同的固位力，需增大SLM純鈦、鈦合金卡環(huán)進(jìn)入倒凹的深度或其卡環(huán)臂尺寸。

傳統(tǒng)鑄造工藝中，多使用預(yù)制卡環(huán)臂蠟型制作卡環(huán)，卡環(huán)臂尺寸受到所用蠟型的限制。計(jì)算輔助設(shè)計(jì)和三維打印的應(yīng)用，方便靈活更改卡環(huán)臂尺寸，如改變卡體部位半橢圓形截面寬度、寬厚比，卡環(huán)臂從尖端到體部的聚合度等。為簡化分析，本研究只涉及了兩種卡環(huán)臂尺寸。鑄造鈷鉻卡環(huán)通常進(jìn)入0.25 mm的倒凹，鑄造鈦合金卡環(huán)進(jìn)入0.50 mm的倒凹。Yager等[17]以預(yù)制卡環(huán)臂蠟型相同尺寸的直卡環(huán)臂為懸臂梁，發(fā)現(xiàn)當(dāng)卡臂尖撓度為0.50 mm，鑄造和SLM鈷鉻卡環(huán)臂均發(fā)生永久變形。Takahashi等[18]研究指出，進(jìn)入0.25 mm的倒凹、卡體部位寬度/厚度為2.4 mm/1.3 mm，卡臂尖寬度/厚度為2.0 mm/1.0 mm的SLM純鈦、鈦合金卡環(huán)，在模擬磨牙曲率的鼓形代型上的固位力高于相同設(shè)計(jì)的鑄造鈦合金卡環(huán)；SLM打印鈦合金卡環(huán)的固位力顯著高于SLM純鈦卡環(huán)；SLM純鈦卡環(huán)與相同設(shè)計(jì)的鑄造純鈦卡環(huán)固位力差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。Xie等[7]指出，SLM鈦合金卡環(huán)可以進(jìn)入0.50 mm的倒凹。不過Takahashi等[18]、Xie等[7]的卡環(huán)尺寸均大于常規(guī)鑄造鈷鉻卡環(huán)。綜合考慮，本研究選取了0.25 mm 和 0.50 mm的固位倒凹，而且本研究證實(shí)了0.50 mm 的固位倒凹能夠滿足SLM純鈦和鈦合金卡環(huán)在前磨牙上的固位要求。

在保持固位力不變的情況下，可調(diào)整SLM工藝來調(diào)整金屬的彈性模量和屈服強(qiáng)度，從而進(jìn)一步降低卡環(huán)臂尺寸。在前磨牙區(qū)域，尤其是第一前磨牙在患者微笑時(shí)存在卡環(huán)暴露的風(fēng)險(xiǎn)，需設(shè)計(jì)和制作進(jìn)入較深倒凹、更細(xì)小的卡環(huán)臂。將彎制卡環(huán)與SLM打印支架焊接固然是解決問題的方法之一，但彎制卡環(huán)本身容易發(fā)生永久變形，調(diào)整SLM工藝，使SLM打印卡環(huán)臂尺寸盡量接近彎制卡環(huán)，長期使用后卡環(huán)臂不發(fā)生較大的變形和磨損，固位力盡管略有下降但能滿足要求，這是未來的研究方向之一。

本研究中的卡環(huán)固位力僅反映可摘局部義齒在患者口內(nèi)剛戴入時(shí)的情況，若使義齒在患者口內(nèi)長期穩(wěn)定地行使功能，還應(yīng)關(guān)注隨著就位/脫位次數(shù)的增加卡環(huán)固位力的變化情況。相同設(shè)計(jì)的SLM純鈦和鈦合金卡環(huán)的固位力相近，但由于屈服強(qiáng)度、磨耗性能、疲勞性能差異，在口內(nèi)長期使用后，SLM純鈦和鈦合金卡環(huán)固位力可能存在差異。卡環(huán)設(shè)計(jì)和材料的選擇應(yīng)該確?？ōh(huán)在不同就位/脫位周期中的應(yīng)力始終處于其許用應(yīng)力范圍內(nèi)，以免卡環(huán)臂發(fā)生永久變形導(dǎo)致義齒固位性能下降，SLM金屬卡環(huán)的許用應(yīng)力仍有待研究。

金屬與基牙的摩擦磨損也不可忽視，在體外進(jìn)行卡環(huán)的重復(fù)就位/脫位實(shí)驗(yàn)時(shí)，還應(yīng)考慮口內(nèi)溫度和唾液對卡環(huán)疲勞性能、卡環(huán)與牙釉質(zhì)摩擦系數(shù)的影響，通過冷熱循環(huán)、人工唾液等手段盡可能模擬口內(nèi)環(huán)境[19]。另一方面，有限元分析和實(shí)驗(yàn)均假定了卡環(huán)和基牙并不會(huì)發(fā)生偏離就位道方向的旋轉(zhuǎn)，以卡環(huán)脫位時(shí)在就位道方向上受到的阻力為卡環(huán)的固位力，然而摘取可摘局部義齒時(shí)，患者既可推拉基托，也可推拉卡環(huán)，而且，由于在卡環(huán)就位和脫位過程中無法保證固位臂和對抗臂同時(shí)與基牙脫離接觸，導(dǎo)致牙冠頰舌向受力不均衡，以及牙周膜生理動(dòng)度的存在，卡環(huán)的脫位路徑會(huì)在一定程度上偏離就位道方向。更進(jìn)一步地，有限元分析得出的固位力主要指卡環(huán)臂與基牙的摩擦力，而通過實(shí)驗(yàn)測得的固位力往往包含鄰面板與基牙代型的摩擦力在內(nèi)。

綜上所述，對于SLM工藝加工制作的卡環(huán)，卡環(huán)臂尺寸和進(jìn)入倒凹深度均相同的鈷鉻卡環(huán)的固位力大于純鈦和鈦合金卡環(huán)，可通過調(diào)整進(jìn)入倒凹深度和卡環(huán)臂尺寸來調(diào)整SLM金屬卡環(huán)的固位力，考慮到義齒在患者口內(nèi)的長期穩(wěn)定使用，如采用SLM工藝加工卡環(huán)，建議設(shè)計(jì)卡環(huán)臂尺寸為A，進(jìn)入倒凹量為0.50 mm，并采用鈦合金材料制作。