¿Podría una pistola semiautomática, un rifle o un cañón de escopeta estar hechos de un material no metálico, como un polímero fuerte?

Pregunta muy interesante …

En mi opinión no tan profesional, uno probablemente podría hacer un barril con otro material. Sin embargo, el costo de oportunidad probablemente sería mayor que los beneficios. Entonces hagamos una lluvia de ideas.

Si tuviéramos que usar titanio o una aleación de titanio, probablemente funcionaría bien. El único problema sería que es difícil trabajar con titanio y, para empezar, es más costoso que el acero. Esto resultaría en un alto costo. Además, entiendo que el titanio puede ser frágil. Eso podría conducir a algunos problemas con fracturas por estrés durante la vida útil del barril. El titanio también tiene una resistencia al desgaste relativamente baja. Esto puede superarse hasta cierto punto con diferentes recubrimientos, pero esto elevará nuevamente el costo.

Aleaciones de titanio: resistencia al desgaste

Contiene información sobre los diversos recubrimientos y técnicas para aumentar la resistencia al desgaste del titanio.

Para resumir: el titanio produce alta rigidez, bajo peso y estabilidad a altas temperaturas, al mismo tiempo que ofrece altos costos y obstáculos técnicos.

Si tuviéramos que usar aluminio, no sería tan rígido como el acero dado el mismo grosor y construcción. Esto podría superarse con un barril muy grueso, pero incluso entonces, ¿qué tan grueso debería ser el barril de aluminio para ser comparable a un barril de acero más delgado? El otro problema es que el aluminio experimenta deformación a una temperatura más baja porque tiene un punto de fusión más bajo que el acero, lo que podría dar como resultado mayores armónicos del barril y una mayor dispersión del disparo a medida que el barril se calienta. Por último, el aluminio tiene menos tenacidad o dureza superficial que el acero. Dudo que el aluminio tenga las mismas propiedades de desgaste que el acero.

El aluminio es fácil de trabajar, barato y ligero, pero a expensas de una menor rigidez, más desgaste y menos capacidad térmica.

Polímeros? Es una posibilidad, supongo. ¿Funcionaría? No tan bien. La mayoría de las balas serían más duras que muchos de los polímeros que están en uso, por lo que el cañón tendría una vida excepcionalmente corta, salvo el uso de algún polímero exótico con excelente dureza superficial. Ahora, esto se pone interesante cuando comienzas a pensar en barriles de cambio rápido y moldeo por inyección. ¿Sería más factible simplemente crear barriles estúpidos baratos y de alto volumen de producción e intercambiarlos después de cada 100 rondas? Podría funcionar para aplicaciones de recuento bajo como la caza o el tiro de competición MAYBE si su curso de tiro requiere muy pocos disparos. Los principales obstáculos serían la rigidez y la temperatura. Las grandes ventajas (TEÓRICAS) aquí son la capacidad de hacer que una tonelada de barriles sea realmente rápida y barata utilizando moldeo por inyección o tal vez incluso la impresión 3D. Pero, no veo que esto realmente avance porque un barril de acero literalmente hace todo mejor que un barril de polímero, con la excepción del costo.

Lo que me emociona es esto:

El nuevo proceso permite un acero más fuerte, más ligero y flexible.

Claro, puede ser más flexible, pero si esto es solo un cambio en el proceso de fabricación, el costo realmente no sería tan diferente, pero obtendría una aleación más ligera y más fuerte. Me parece bastante bueno, aunque no hay mucha información (al menos, información que la persona promedio pueda entender) disponible.

No he hecho ninguna investigación sobre esto, pero me imagino que ya hay otras aleaciones de acero que permiten una construcción ultra rígida, ligera y fuerte. Quizás alguien más intervenga con una mejor alternativa. Por ahora, tomaré un barril de acero porque ha funcionado bien durante muchos, muchos, muchos años. Recuerde, no hay tal cosa como un almuerzo gratis.

Claro Se pueden usar muchos materiales compuestos o polímeros de alta gama para tales aplicaciones. Incluso algunos tipos de cerámica.

Por ejemplo, el zafiro (alúmina monocristalina) puede soportar fácilmente temperaturas y presiones extremas.

También se pueden utilizar compuestos metálicos ( matriz basada en nitruro de boro o tungsteno) .

También encajarán algunos tipos de aramidas .

Pero todos estos maravillosos materiales son muy caros, difíciles de fabricar (en comparación con el barril de acero) y menos confiables. Y no agregan ninguna capacidad nueva.

¡Salud!

Durante los años 60 cacé un pájaro con un amigo que usaba una escopeta Winchester, creo, que tenía un barril hecho de fibra de vidrio con un revestimiento de acero. Hizo un ruido muy divertido cuando fue despedido.
Actualmente hay múltiples fabricantes de pistolas .22 rf que usan barriles de polímero con mangas de acero estriado. Tengo tres de ellos. No estoy seguro de si alguien fabrica un rifle con la misma técnica, pero creo que Daisy lo intentó hace varios años. Me han dicho que algunos de los rifles / carabinas .22 LR hechos para parecerse a un AR-15, AK-47, MP 5, StG 44 y otros brazos más potentes también usan barriles de polímero con mangas de acero estriadas. No he comprobado esto.
No soy consciente de que se esté utilizando ningún material polímero / sintético / compuesto que ofrezca una opción viable a largo plazo para los barriles de acero en este momento.

Las fotos de arriba muestran una variedad de armas de fuego que fueron hechas completamente de polímero con impresoras 3-D.

Ninguno de ellos son semiautomáticos, pero la tecnología está evolucionando rápidamente y no tengo dudas de que en algún momento en el futuro cercano estará disponible un diseño para una pistola semiautomática de polímero.

La mayoría de los diseños actuales tienen una vida útil limitada, porque los barriles de polímero no se sostienen tan bien como los barriles de acero, pero eso también puede cambiar con los nuevos avances en la tecnología de polímeros.

En realidad, cualquier material podría usarse siempre que pueda sobrevivir a la presión y la fricción del fuego. Un punto que me gustaría destacar es que ya se ha hecho. Los cañones solían estar hechos de madera con solo tiras de acero para mantenerlos unidos, principalmente en la cámara. Si no necesita ninguna de las características del plomo, supera los dos problemas más grandes. Calor y presión. Si quieres disparar una bala de plástico, usar un barril de fibra de vidrio funcionará bien. Especialmente de usted usa aire comprimido. La NASA en realidad usa aire comprimido para su cañón de hipervelocidad. Utilizan la combustión para conducir un ariete que comprime el aire que impulsa su proyectil hasta 7,5 km por segundo. Las pistolas de malvavisco y las pistolas de papa también usan aire. y barriles de PVC. Entonces, si hubiera una demanda masiva de tales cosas, los ingenieros no tendrían problemas para establecer un proceso de fabricación y venderlos en las tiendas. La consistencia podría ser un problema mayor, pero a distancias cortas no sería un problema. Si tuviera un proceso de fabricación para los proyectiles, todo estaría bien con el mundo y podemos comenzar a enviarlos a los ejércitos del mundo. Espero que esto ayude. Si desea establecer más requisitos sobre esta pregunta, me complacería explorar otras opciones y responder.

Si. Todo lo mencionado ya ha sido probado en el pasado.

El primer problema es el costo, un barril de acero cuesta mucho menos que los barriles de cerámica, polímero, vidrio o compuestos. Por lo tanto, solo las personas ricas y las empresas con respiros ilimitados han estado fabricando barriles de armas no metálicos.

El segundo problema es el conocimiento experto en ingeniería sobre compuestos y balística, y las horas de mano de obra (entre € 25 y € 120 por hora). La mayoría de estos barriles incluyen una gran cantidad de mano de obra experta manual y pruebas, por lo que es muy costoso.

El tercer problema es el tiempo, toma mucho tiempo hacer barriles compuestos de polímeros de cerámica, carbonitrados y recubiertos de diamante. Claro, algunos pueden durar mucho más que los barriles de metal, pero ¿vale la pena el esfuerzo y los gastos adicionales?

Los problemas de seguridad también son un problema, tales barriles no deben ser visibles en los controles de seguridad de Airport Screening. El Glock austriaco tuvo que cambiar el compuesto de marco de polímero en la década de 1980 para que fuera visible en rayos X. Lo mismo debería aplicarse a los barriles no metálicos para que no se utilicen para el terrorismo.

La última pregunta es ¿por qué alguien querría hacer un cañón de pistola no metálico SI los de acero han funcionado realmente bien durante años? No tiene sentido tratar de arreglar algo que ya funciona muy bien. Si no está roto, no intentes arreglarlo.

Depende del calibre. Algunas rondas de baja presión no alcanzan los 20k psi. Las rondas de alta presión alcanzan más de 60k psi. Un polímero lo suficientemente grueso, con un punto de fusión lo suficientemente alto, probablemente podría sobrevivir a algunas rondas de material de baja presión. Las cosas de mayor presión destruirían cualquier cosa del murciélago sin que tuviera un ENORME diámetro.

Realmente no. Claro que hay barriles envueltos en carbono, pero todavía tienen un revestimiento de acero. El calor y la presión generados por una bala pueden alcanzar alrededor de 53’000 psi, lo que rompería la mayoría de los polímeros existentes hoy en día.

Si tiene una idea que tiene alguna posibilidad de funcionar, DARPA la financiará. Necesitan barriles de ametralladora de cerámica. Las cerámicas son duras y soportan muy bien el calor pero, como todos los materiales duros, son frágiles. Hasta el momento, no hay cañones de pistola de cerámica en el mejor momento después de algunas rondas, mientras que la mayoría se rompen la primera vez que disparan.

La termodinámica de los materiales que componen un cañón de ametralladora que tenía un revestimiento de cerámica sería muy difícil de manejar a altas velocidades de disparo. El orificio debe permanecer del mismo tamaño, por lo que se necesitan materiales con un coeficiente de expansión térmica cercano a cero y no puede funcionar a esas temperaturas.

Espero que alguien lo haga algún día, pero no aguanto la respiración, no hay un camino claro que muestre la manera de construir un cañón de pistola de cerámica, por lo que puede que no sea posible.

Los receptores pueden ser, como el caso del Steyr TMP. Pero todavía usan metal en los barriles y el grupo de gatillo.

No. Cualquier alternativa sería demasiado pesada debido al grosor de la pared para soportar la presión. O sería demasiado caro debido al material utilizado, por ejemplo, tungsteno o titanio. Ambos también se volverían frágiles. Cualquier material alternativo utilizado ahora como la fibra de carbono todavía tiene un revestimiento de acero que sigue siendo un barril de acero. Llegas a un punto de rendimientos decrecientes y el acero ha llegado a ese punto. Si … si pudieras encontrar algo que llevaría la presión y la longevidad que tiene el acero, sería mucho más costoso pero no haría que el arma fuera más precisa.

No creo que ningún material, aparte de un metal, sea adecuado para el (revestimiento al menos) de un barril estriado. Ningún material resistiría la presión, la carga y la tensión de un proyectil de alta velocidad, no para más de uno de dos disparos,

El punto de desgaste del barril puede tener una solución. American Eagle ha lanzado una bala recubierta de polímero que reduce el desgaste del cañón y los avances futuros podrían permitir materiales de cañón más baratos