Rabu, 01 April 2015

Diana Mod. 25D: Bakal Anak Nanti - Bagian 2

Bagian 1 Membongkar, Menghaluskan, dan Melumasi Ulang

Pada artikel sebelumnya saya telah mendokumentasikan pekerjaan saya pada senapan angin Diana Mod. 25D kaliber 4.5 mm. Dalam catatan saya itu ditunjukkan bagaimana dengan menghaluskan bagian yang mengalami kontak logam terhadap logam (metal-to-metal) saja dan melumasi ulang senapan dengan materi tertentu dapat memperbaiki performa senapan ini.
Pada bagian seri ini saya akan mulai melakukan ubahan dengan menggunakan berbagai suku cadang khusus yang diperuntukkan untuk meningkatkan performa senapan angin berjenis spring piston.
Pada bagian 2 ini saya akan mengaplikasikan per custom yang diproduksi oleh Titan XS.
Pemilik senapan ini sebelumnya sudah cukup berbaik hati untuk mengganti per bawaan yang sudah uzur. Penggantian per memang bukan menggunakan suku cadang asli, namun dilihat dari material, keluaran kecepatan dan karakteristiknya rasanya sudah cukup untuk memenuhi spesifikasi senapan ini. Tidak ada vibrasi maupun twang yang dirasakan dengan penggunaan per tersebut. Namun karena tidak adanya data yang pasti mengenai kecepatan dan energi yang dihasilkan dari senapan ini, saya masih berkeinginan untuk mendongkrak kekuatan senapan ini. Rasanya kecepatan 600-an fps rendah menggunakan mimis ringan adalah target yang cukup realistis.

Diana Mod. 25D yang menjadi obyek pekerjaan saya seri ini.

Tentang Mainspring
Untuk meningkatkan kekuatan sebuah senapan angin berjenis spring piston, mengganti mainspring atau per utama adalah langkah logis yang biasa ditempuh. Menurut Cardew bersaudara dalam bukunya "The Airgun from Trigger to Target", energi yang dilepaskan suatu per pada senapan angin jenis ini ditentukan oleh kapasitas simpan energi per yang digunakan (energy storage capacity, ESC). ESC berhubungan dengan tingkat kekakuan sebuah per atau dikenal juga sebagai konstanta per tekan (compression spring constant).
Dalam menentukan konstanta ini dikenal sebuah persamaan yaitu:

k = Gd^4/[8nD^3]

k = konstanta, lb/inch.
G= modulus kekakuan material per, lb/inch^2.
d= diameter kawat, inch.
n= jumlah kumparan yang aktif.
D= diameter rata-rata per, inch. Diameter luar- diameter kawat.

Dalam persamaan tersebut, Cardew menyimpulkan bahwa prinsip dimensi per yang digunakan dan pengaruhnya terhadap kekakuan dan kemampuan menyimpan energinya adalah sebagai berikut:

  • Bila diameter kawat yang digunakan digandakan, dan dimensi lain tetap sama, maka per akan menjadi enam belas kali lebih kaku. 
  • Bila diameter per sendiri yang digandakan, per akan memiliki kekakuan seperdelapan asalnya.
  • Bila jumlah kumparan digandakan pada panjang total per yang sama, maka per akan memiliki kekakuan setengah asalnya.  
  • Akhirnya tentunya material pembuat per adalah faktor yang paling signifikan karena bukan hanya mempengaruhi kekuatan, namun juga umur pakainya.

Dengan memerhatikan persamaan di atas, secara logis lebih mudah bagi saya untuk membuat (memesan pada ahlinya) sebuah per yang baru dan sesuai spesifikasi yang dibutuhkan untuk mendongkrak performa senapan saya. Jikalau pernyataan Cardew yang terakhir di atas saya abaikan, tentunya sembarang material kawat baja yang tersedia di tanah air akan mampu dikompensasi oleh dimensi lainnya seperti ketebalan kawat, jumlah kumparan, dan diameter per. Bagaimanapun di atas kertas modulus kekakuan berbagai baja per di tanah air tidak terlalu berbeda jauh dan pengaruhnya dalam persamaan hanya berbanding pangkat satu.
Pada kenyataannya, pemilihan material per yang tidak optimal hanya memperpendek usia pakai per. Dipaparkan pula oleh Cardew, sebuah per tidak kehilangan kemampuan menyimpan energinya karena menjadi tua. Sebuah per kehilangan kemampuan menyimpan energinya disebabkan karena per itu memendek. Material yang kurang baik untuk membuat per, membuat per cepat pendek dalam waktu singkat. Tidak sedikit teman yang mengeluhkan kehilangan kekuatan senapannya dengan cepat karena penggunaan per buatan sendiri dan setelah diperiksa ternyata per telah memendek cukup signifikan.
Mempertimbangkan hal di atas tentunya pemilihan per yang sesuai secara dimensi maupun pemilihan materialnya adalah keharusan untuk mencapai tujuan yang diinginkan, khususnya pada senapan kesayangan. Walaupun tampaknya saya menyayangi semua senapan saya.
Jika diameter luar per yang saya gunakan sudah tidak bisa dikompromikan karena keterbatasan dimensi ruang piston, maka faktor yang bisa diberdayakan di sini adalah ketebalan kawat dan tentunya modulus kekakuan materi. Dan satu nama yang banyak dan cukup lama dipercaya oleh profesional tuner di dunia karena daya tahan dan kekuatannya yaitu Titan XS.

Berbagai suku cadang yang saya terima dari pembelian secara online dari UK dan US. Sedikit petunjuk untuk apa yang saya akan lakukan pada seri artikel ini. Ada mainspring, seal, dan berbagai pernik lain untuk memperlengkapi bagian senapan yang telah aus maupun hilang.

Titan XS diklaim menggunakan kawat baja komposit silicon chrome vanadium Swedia Grade 1. Memiliki kiprah lebih dari 30 tahun, membuat per custom ini memiliki basis pengguna yang kuat dan reputasi yang dikenal baik. Dimensi yang ditawarkannya juga cukup mewakili untuk hampir semua senapan angin per komersial yang diproduksi di dunia.
Menemukan salah satu yang sesuai dengan kebutuhan saya awalnya cukup sulit karena tidak ada spesifikasi khusus yang ditawarkan untuk senapan Diana Mod. 25 maupun ukuran yang pasti untuk masing-masing model yang ditawarkan pada berbagai situs. Satu-satunya pedoman yang bisa saya dapatkan di internet adalah daftar di bawah ini, yang katanya didapatkan dari TW Chambers

Referensi ukuran per buatan Titan XS. Dikutip dari: http://www.airgunbbs.com/showthread.php?543567-Titan-XS-mainspring-size-chart

Berdasarkan daftar di atas, saya memutuskan untuk memesan per nomor 11 yang ditujukan untuk produk senapan SMK (Sportsmarketing UK) secara online pada TW Chambers. Setelah barang tiba dan saya lakukan pengukuran, ternyata hasilnya tidak persis sama dengan yang tertera pada daftar di atas. Entah metoda pengukuran saya yang salah, referansi yang saya pakai tidak akurat, ataukah memang terdapat variasi dari per yang diproduksi. Titan XS memroduksi per-nya dengan metoda manual sehingga cukup memberi ruang untuk variasi antar produk.

Dimensi per yang sudah terpasang dibandingkan dengan ukuran riil yang saya terima dari Titan XS No. 11.

Per yang sudah terpasang tampak sedikit melengkung dan pada beberapa bagian memiliki jarak kumparan yang memendek.

Panjang per asal terukur 198 mm.

Per asal dibandingkan dengan Titan XS. Tampak per baru diberikan lapisan pelindung yang diklaim memiliki formula yang keras namun fleksibel dan memiliki sifat yang licin (self lubricating).

Per Titan XS menunjukkan panjang 240 mm.

Saya pada awalnya bermaksud untuk menggunakan per ini secara utuh. Namun ternyata pre tension yang dibutuhkan untuk memasukkan per ini ke dalam tabung melebihi kekuatan kompresor saya sehingga saya urung untuk melakukannya. Lagipun saya pernah mencoba mengganjal per yang sudah terpasang dengan ring setebal 10 mm untuk meningkatkan pre tension, dan hasilnya picu senapan tidak mau mengait. Karena dengan tambahan cincin 10 mm itu saja, dalam keadaan per terkompresi penuh, pengait picu pada piston tidak dapat dijepit oleh rumah picu. akhirnya saya urungkan niatan awal saya dan memutuskan per harus dipotong.
Memutuskan berapa banyak kumparan yang harus dipotong juga bukanlah perkara mudah bagi saya. Karena jika terlalu banyak (minimal sama dengan per asal), maka kekuatan menjadi tidak optimal karena per terlalu pendek. Sedangkan bila terlalu sedikit maka picu tidak akan dapat terkait karena panjang per saat terkompresi penuh terlalu panjang. Akhirnya saya mencoba melakukan pemotongan berkala dimulai dari 2.5 kumparan. Itu berarti menyisakan 205-an mm setelah ujung per diratakan. Proses berikutnya dapat disimak pada gambar di bawah ini.

Bagian yang hendak dipotong ditandai dengan pena pengoreksi. Per memiliki dua buah ujung. Salah satunya sangat erat dengan spring guide. Lakukan pemotongan pada ujung yang longgar terhadap spring guide.

Per dipotong dengan sudut kemiringan tertentu sehingga pada saat nantinya diratakan tidak butuh terlalu banyak waktu untuk mengamplas. Saya menggunakan rotary tool dengan piringan pemotong baja.

Per telah terpotong dan siap untuk diratakan atau memasuki proses menutup kumparan (closing and squaring).

Peralatan yang dibutuhkan untuk menutup ujung kumparan per.

Ujung per yang hendak dirapatkan dipanaskan hingga membara dan cukup lunak untuk ditekan menggunakan tang. Lapisan khusus pelindung per Titan XS akan rusak terbakar dengan perlakuan ini, maka hindari pemanasan pada bagian yang tidak diperlukan.

Setelah ujung per ditekan dan rata tegak lurus dengan sumbu panjang per, masukkan ke dalam oli mesin untuk pendinginan cepat. Lakukan proses ini di luar ruangan dan antisipasi kemungkinan adanya kebakaran. Minyak dan api biasanya bukanlah kombinasi yang baik untuk keamanan.

Setelah ujung per tertutup, lakukan penghalusan dengan kertas amplas. Tidak ada referensi pasti sampai sejauh mana penghalusan dilakukan. Namun tingkat kehalusan mendekati permukaan cermin (mirror finish) akan memberikan hasil yang baik jika waktu dan tenaga tersedia. Karena sudut potong yang saya lakukan pada awal langkah sudah memberikan permukaan relatif rata, saya tidak membutuhkan proses grinding lagi. Saya mulai menghaluskan permukaan (polishing) dengan kertas amplas grit 320 dan berhenti pada grit 1500.

Hasil dan Pembahasan
Beruntungnya saya karena ternyata pada percobaan pemotongan pertama picu senapan bisa langsung terkait. Pada percobaan pertama ini saya tidak melumasi per dulu karena saya belum yakin senapan bisa langsung dikokang. Lagipula saya melihat per Titan XS sudah diberi lapisan yang bersifat self-lubricating.
Hasilnya langsung terasa bahwa usaha kokang menjadi lebih berat, recoil menjadi lebih mantap namun tetap terkendali, dan lock time (waktu yang dibutuhkan dari saat picu ditekan hingga mimis keluar dari ujung laras) saya rasakan menjadi lebih singkat. Namun efek yang tidak saya harapkan juga muncul yaitu timbulnya twang yang walaupun singkat tapi sebelumnya tidak ada. Mungkin hal ini akan hilang jika saya memberikan gemuk/stempet pada per nantinya.
Bagaimana dengan kecepatan yang diharapkan akan meningkat? Pada pengujian menggunakan mimis yang sama yaitu Superdome 8.3 grain didapatkan:
440, 433, 440, 451, 431, 440, 436, 434, 434, dan 424. Rerata 436 fps dengan sebaran ekstrim 27 fps dan standar deviasi 7 fps.
Hasil yang didapatkan tidak sesuai harapan. Kecepatan senapan didapatkan semakin turun.
Saya memang tidak mengharapkan kecepatan akan mencapai target dengan penggantian mainspring saja. Namun hasil yang justru turun cukup membuat kecewa.
Pemikiran saya harus tetap terbuka dengan segala kemungkinan yang berperan. Bagaimanapun melakukan tuning pada senapan angin itu tidak mudah. Jika melakukan peningkatan daya pada senapan angin per itu semudah penjumlahan pada matematika, tentunya semua orang bisa melakukannya dan tidak akan ada nama besar tuner seperti James Maccari dan Steve Pope.
Berikutnya saya akan mengeluarkan amunisi suku cadang senapan saya yang lain. Semoga jika semuanya telah diaplikasikan, akan meningkatkan kecepatan senapan ini dan mencapai target yang diharapkan.
Semoga berguna. Terbuka untuk masukan dan pertanyaan.
Posting Komentar