在他的規劃中，還要研製更大威力的火炮，更準的火銃。他特意請來葡萄牙炮匠，學習西洋炮；又招募倭國浪人，了解火繩槍製造秘訣。遼西軍局日夜燈火通明，工匠們都在為下一個突破而努力。

隨着火研發的深，王磊意識到單靠技突破還遠遠不夠。在一個春雨綿綿的日子，他召集所有火相關人員在軍局開會。雨水敲打着屋頂，屋燭火搖曳，映照着眾人凝重的面容。

”我們的火雖然有所改進，但建虜也在進步。“王磊展開一幅繳獲的建虜火圖紙，”他們最新的大炮程已經超過我們，度也更勝一籌。“

孫元化仔細研究圖紙後指出：”建虜採用了西洋的膛線技，這是他們度提高的關鍵。但我們現有的工無法刻制如此細的膛線。“

這個問題難倒了所有人。直到一個巧手張的老工匠提出個大膽想法：”既然刻不出來，為什麼不鑄出來？可以在模壁預先刻好膛線。“這個想法讓眾人眼前一亮，但實施起來困難重重。

模雕刻需要極其細的工藝，軍局無人能勝任。王磊立即派人到江南尋找雕刻名師。一個月後，來自蘇州的雕刻大師顧師傅帶着徒弟趕到。他們用特製的鋼刻刀，花了整整十天，終於在模壁刻出完的膛線。

第一次鑄造卻失敗了。熔化的鐵水灌模後，細的膛線被破壞殆盡。顧師傅心疼地看着損壞的模，突然想到個辦法：”何不先鑄實心管坯，再用鑽頭鑽出膛線？“

這個想法更瘋狂，因為需要鑽數尺長的鐵柱。工匠們連夜打造特製的鑽床，用牛力拉鑽頭。鑽一個炮管需要十天十夜，期間要不斷澆水降溫，更換鑽頭。最辛苦的是看管鑽床的學徒，要日夜不停地添水、換鑽。

就在鑽床試驗進行時，火藥研發也取得突破。張道士在煉丹時偶然發現，在火藥中加某種礦末，可以大大提高炸威力。但這種礦極其罕見，只在天山深才有。

王磊立即派出一支探險隊，由悉西域地形的老嚮導帶隊。探險隊歷時三個月，穿越沙漠雪山，終於帶回這種稀有礦。試驗證明，新火藥威力提高三，但穩定差，容易自燃。

為了解決這個問題，張道士七天七夜沒合眼，試驗了上百種配方。最後在夢中得到啟發，加糯米做穩定劑，完解決了問題。但他也因為過度勞累一病不起，王磊親自探，特准他兒子接替火藥坊管事。

隨着夏季來臨，新的問題出現。高溫高天氣使火藥容易，火銃經常啞火。工匠們試驗了各種防方法，最後發現用蜂蠟封效果最好。於是軍局開始大量養蜂，還專門立了”護蜂隊“保護蜂群。

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