Producent luf do broni przenosi sztukę wykonania otworów na nowy poziom

Superczuła honownica pomaga uzyskać idealną krągłość i gładkość otworu lufy, która dzięki temu może strzelać stale w to samo miejsce.

LOUDON, TN –
Fred Feddersen jest producentem luf karabinowych, którego misja polega na tym, aby zrobić coś, czego jeszcze przed nim nikt nie dokonał: uruchomić produkcję luf, które zamontowane na niedrogich półautomatycznych karabinkach (zamiast na broni samopowtarzalnej używanej na Olimpiadach) będą w stanie wystrzeliwać kolejne kule w ten sam otwór. Aby osiągnąć swój cel, musiał najpierw pokonać kilka równie trudnych wyzwań w dziedzinie obróbki metali. Opracował nowe koncepcje dotyczące konstrukcji wiertarki do luf w celu osiągnięcia większej prostoliniowości. Wynalazł i opatentował nowy antydrganiowy stabilizator prowadnicowy do maszyn wiercących i rozwiertarek. Rozwierca otwory o małej średnicy przy pomocy narzędzia własnej konstrukcji, zdolnego do uzyskania 0,0001″ dokładności. Do gwintowania luf używa węglika wyprodukowanego na bazie własnego zaawansowaną na świecie honownicę firmy Sunnen, aby nadać otworowi lepszą geometrię i średnicę (±0.000050″ od końca do końca), co skutkuje zwiększoną celnością i zapewniając wykończenie Ra 3-8 mikrocala, które pomaga usuwać zanieczyszczenia i osady miedziowe po płaszczu pocisku. Dzięki swojej niezwykłej czułości na obciążenie wrzeciona serwonapęd honownicy służy również jako kontrola jakości procesu rozwiercania. – Może wykryć napięte i luźne punkty, których większość wskaźników pneumatycznych nie jest w stanie dostrzec – mówi Feddersen.
Feddersen może potwierdzić swój sukces obszernym materiałem dowodowym: segregator pełen tarczy z prawie jednorodnymi otworami po seriach pięciu strzałów wystrzelonych z odległości 50 metrów za pomocą półautomatycznego karabinka Ruger® .22 magnum z zamontowanymi lufami własnej produkcji. Strzelcy znający ten typ broni i amunicji mają świadomość, że taka celność nie jest normalna, ale Feddersen przenosi produkcję luf poza znany do tej pory obszar (zobacz filmy na stronie http://www.youtube.com/user/ffeddersen). Po dziesięciu latach rozwoju doświadcza teraz olbrzymiego zainteresowania ze strony producentów oryginalnego sprzętu strzeleckiego. A co jeszcze ważniejsze, jego firma została dostawcą luf używanych w amerykańskich wojskowych karabinach snajperskich na amunicję .50 BMG i .338 Lapua magnum.

Od butelek do luf

Fred Feddersen jest konstruktorem i wynalazcą o nieznającej granic ciekawości i niespożytej energii, który nie akceptuje aktualnych ograniczeń w żadnej technologii, bez względu na to, czy chodzi o spawanie czy też produkcję butelek w technologii formowania z rozdmuchiwaniem. Dzięki zróżnicowanym zainteresowaniom i wyzwaniom zawodowym nauczył się alfabetu Morse’a, zdał egzamin FCC, zdobył siedem certyfikatów spawalniczych i stał się programistą CNC i inżynierem CAD/CAM. Niektóre z jego najpowszechniej stosowanych wynalazków i patentów zostały wykorzystane w procesie formowania z rozdmuchiwaniem butelek PET. Po odniesieniu wyjątkowego sukcesu w tej branży, ok. 10 lat temu wyczuł on szansę rynkową dotyczącą produkcji bardzo precyzyjnych luf karabinowych w ilościach do zastosowań komercyjnych i wojskowych. Po przestudiowaniu sztuki wytwarzania własnych luf, dokładnym przeanalizowaniu najlepszych wyrobów w branży i pozyskaniu wysokiej jakości obrabiarek Feddersen założył RFour, Inc. Aby osiągnąć swój cel, pierwsze lata działalności spędził w większości na przekraczaniu znanych ograniczeń w technologii produkcji luf, począwszy od udoskonalania procesów wiercenia i rozwiercania broni. Podkreślił, że zdobyta wiedza o lufach odnosi się do podobnych produktów typu rurowego, które wymagają rozwiercania lub honowania bardzo małych otworów (do 2 mm). Obejmują one m.in. stenty (przed laserowym cięciem na odcinki sprężynowe) lub dysze do cięcia strumieniem wody. Te drugie nie mogą posiadać żadnych mikropęknięć na powierzchni wewnętrznej, aby można je było poddać honowaniu w procesie przypominającym obróbkę otworów rozpylaczy w wysokoprężnych układach paliwowych.

Idealne otwory w lufach to identyczne, powtarzalne wyniki na strzelnicy

Według Feddersena, procedurę produkcji lufy należy rozpocząć od wykonania najbardziej okrągłego, prostego i maksymalnie gładkiego otworu. – Spośród trzech faz wykonywania otworu najważniejsze są wiercenie i rozwiercanie, ponieważ wynik honowania właśnie zależy od jakości rozwiercania, i największe znaczenie ma to przy długich, małych otworach – tłumaczy. – Dla zapewnienia najbardziej optymalnego procesu honowania przez cały czas obróbki rozwiertak musi utrzymywać kontrolę nad średnicą. Feddersen zaczyna od wolnej od naprężeń stali 4150, 416SS, MIL-S-46047 (specjalny stop z dodatkową ilością wanadu) lub MIL-S-11595. – Prostoliniowość wywierconego otworu ma ogromny wpływ na celność, choć nie jest to w pełni doceniane w branży – wyjaśnia Feddersen. – Jeśli kula porusza się z prędkością 1 macha i przechodzi przez krzywiznę w lufie broni, nawet wygięcie na promieniu ćwierć mili będzie powodować wibracje. Otwory wszystkich luf mają kształt banana – są niedoskonałe. Można się o tym przekonać, obracając lufę 180 stopni między kolejnymi strzałami. W miarę obracania zobaczymy, że pociski trafiają po okręgu.
Im mniejszy promień krzywizny, tym większy okrąg. Ma to mniejsze znaczenie przy małokalibrowych pociskach niż przy cięższych o kalibrze .50, ale i tak stanowi to pewien czynnik.
Aby osiągnąć wyższą prostoliniowość wierconych otworów niż przewidują to ogólnie przyjęte w branży normy, Feddersen opracował nowe koncepcje w procesie wiercenia i wynalazł oraz opatentował (pod nr 7,207,751) nowy prowadnikowy stabilizator antydrganiowy (strona internetowa zakładu produkcyjnego: www.whipguides.com). – Przy standardowym rozmiarze rury przesuwająca się wiertarka może ulec zginaniu, więc końcówka wiertła będzie się toczyć po tylnym stożku i wiertło będzie przemieszczać się krzywo – wyjaśnia Feddersen. – W celu ograniczenia tego zjawiska wybieramy rurę tylko o 0,005 – 0,007″ mniejszą niż średnica wiertła, ponieważ wtedy rura może ulec odgięciu tylko o kilka tysięcznych od środka. Poprzez utrzymanie średnicy rury bardzo blisko średnicy końcówki wiertła uzyskuje się znaczne zmniejszenie ugięcia rury i bardziej prostą ścieżkę wiercenia. Posługując się tymi parametrami projektowymi jesteśmy w stanie wywiercić 2000–4000 cali w stali Rockwell 32 przy prędkości 1,5 do 2,5 cala na minutę na jednym ostrzeniu i uzyskać odchylenie poniżej 0,0005″ na cal lub poniżej 0,016″ TIR, od końca do końca, dla luf 36-calowych o kalibrze .50. Celem Feddersena w zakresie honowania jest wyeliminowanie promieniowych śladów po rozwiercaniu i doskonalenie zaokrągleń. Honownica Sunnen HTC to kluczowe narzędzie do precyzyjnego i wydajnego honowania luf o małym kalibrze, wyposażone w serwomechanizm sterujący trzema osiami: wrzeciona, podajnika i przesuwania – stwierdza. – Jej 1,5 hp serwonapęd wrzeciona jest tak czuły, że zwykłe położenie palców na wale narzędzia generuje 50% obciążenie. W Stanach Zjednoczonych znajduje się tylko kilka takich maszyn. Honowanie wykonujemy jedynie na pełnym skoku. Serwomechanizm podający bardzo szybko wysuwa narzędzie na początku skoku, a następnie szybko je wsuwa, usuwając obciążenie przed przesunięciem w przód do punktu początkowego. To wyjątkowa funkcja tej maszyny.
– Eliminacja śladów po rozwiercaniu daje w rezultacie najlepsze serie trafień, nie mam co do tego najmniejszych wątpliwości – dodaje. – Honowanie poprawia gładkość, prostoliniowość i zaokrąglenie oraz usuwa nawet najmniejsze punkty wysokie. Jeśli rozwiercenie nie jest idealne, czujnik momentu obrotowego na honownicy natychmiast wykrywa takie miejsca. Punkty wysokie nie mogą być wykryte w trakcie obróbki gładkościowej lub rozwiercania. Nie wykryje ich pneumatyczna aparatura pomiarowa (zależnie od typu miernika). Po honowaniu uzyskujemy takie zaokrąglenie, że na tarczy wskaźnika kalibru ledwo porusza się dziesiąta część wartości.
Gładkość wpływa także na lepsze czyszczenie lufy. – Mniejsza wartość RA oznacza łatwiejsze czyszczenie lufy – twierdzi Feddersen. –
Kiedy miedź osadza się w wyżłobieniach po rozwiercaniu, nie da się jej usunąć bez pomocy rozpuszczalnika.
Honowanie ulepsza zaokrąglenie otworu, szczególnie przy drobniejszym materiale ściernym. – Drobniejszy materiał oznacza bardziej okrągły otwór – mówi. – Zazwyczaj stosujemy ziarno diamentowe 600 i 1200, w niektórych przypadkach 1800. Obróbka gładkościowa nie skoryguje krągłości, podczas gdy honowanie jest w stanie to wykonać.
Pocisk musi idealnie kręcić się wokół własnej osi po opuszczeniu lufy, a pocisk, który przechodzi przez nieokrągłą lufę traci okrągłość i nie jest w stanie lecieć idealnie prosto. Idealnie okrągły otwór w elemencie obrabianym daje także najlepsze rezultaty podczas dodawania nacięć lub gwintowania. – Jeśli otwór jest nagle mniejszy lub większy o 5/10 w części kalibrowej, to ma to wpływ na pracę nacinarki lub narzędzia do gwintowania – wyjaśnia. Feddersen gwintuje swoją broń narzędziami z węglika, które są wykonane według własnej specyfikacji składu i profilu materiału. Końcowe fazy obrabiania obejmują formowanie średnicy zewnętrznej, roztaczanie i żłobkowanie, wygładzanie oraz pozostałe procesy, zależnie od zamówienia klienta. Jak wyjaśnia Feddersen, wygładzanie daje najwyższą gładkość, wygładza wszystkie ostre krawędzie i pozostawia ostatecznie na powierzchni wzór liniowy, zamiast promieniowego. Jeśli miarą sukcesu w osiąganiu swoich celów jest konieczność dysponowania dodatkowymi mocami produkcyjnymi, warto zauważyć, że spółka RFour niedawno zakupiła dwie nowe maszyny o trzech wrzecionach do wiercenia otworów, drugi piec do obróbki cieplnej i zautomatyzowaną maszynę do cięcia na długość/fazowania, która jest w stanie wyprodukować pięć półfabrykatów lufy na minutę.