對于西洋炮的技術，湯若望是這方面的頂級專家，他二十年前就為大明的京城火炮廠工作，還和孫元化一起去過遼東前線，熟悉一線将士的需求。朱慈烺提出改進大明火炮技術的時候，湯若望就讓大明的炮匠建好了一個火炮的作坊。

　　那天，湯若望帶朱慈烺等人走到火炮作坊裡考察。朱慈烺發現這裡的熔爐已經建好，鐵匠們正忙着制造鑄炮泥型。

　　看到朱慈烺走過來，炮匠們都停下手中的活，跪下行禮。朱慈烺揮揮手，道：“諸位匠人們辛苦了，請起吧！你們忙自己的活吧。”

　　在鑄造炮管的廠房裡，朱慈烺問身邊一個炮匠：“聽說你們最近都很積極工作，一個有用的新點子獎勵十兩銀子，一件新武器獎勵白銀一百兩。現在造新火炮進展怎麼樣了？”

　　這位年老的炮匠眼睛紅紅的，最近他花了很多心思在造炮上，提出了一個新點子，得到了炮廠的十兩銀子獎勵，他答道：“工具和熔爐已經打造好，準備泥型制造第一門銅芯火炮。我們許久沒有造炮了，第一門炮準備隻鑄一門小的，再加以改進。”

　　朱慈烺知道大明已經有了銅芯鐵體的火炮技術，問道：“你們用泥型鑄炮，那泥裡的水泡怎麼辦？高溫的銅水一澆進去，泥型裡隻要有一絲水分就會立即蒸發成水蒸氣，在銅炮裡形成氣泡。裡面的氣泡多了，很容易導緻炸镗！”

　　湯若望沒想到朱慈烺也懂得火炮的鑄造，回答道：“泥型鑄炮确實産生氣泡，我們做好泥型後，都要風幹後才使用。不過即便是這樣，還是免不了有一些氣泡，形成馬蜂窩，我們正在研究這個問題的解決方法，現在平均鑄十門炮才有兩三門炮堪用，效率太低！”

　　“十門炮才有兩三門堪用？”那段時間朱慈烺惡補了許多西洋鑄炮的書籍，像現代考試前的臨時抱佛腳，不過在書中他看到過一種方法可以解決這個問題，便道：“如果不用泥型，而是用鑄鐵做鑄模呢！鑄鐵裡面沒有水，不會形成氣泡，這樣炮管的成品率會極大提高，銅炮内外壁都會比較光滑，可以減少表面清理，镟銑内膛的工作量！”

　　聽到朱慈烺的話，炮廠的老炮匠都愣住了，他們用泥型做了十年的大炮，卻沒想過用鑄鐵來做鐵型。

　　不過，湯若望的畢竟是鑄炮經驗豐富的西洋火炮專家，貨真價實的，朱慈烺一點撥，他立即想起來了，湯若望覺得用鑄鐵來做鑄模确實有很大的好處，說：“你們快試試。”

　　領頭的老匠人摸了摸後腦袋，問道：“大人，小人有一事不明，如果用鑄鐵做鑄模，這鑄模和銅炮到時候如何分開呢？”

　　湯若望回答道：“這個應該好辦，用鐵模鑄造炮時，先在模的内表面刷上用細稻殼灰與細砂泥加水和成的塗料，再塗刷極細煤粉調制的第二層塗料，然後箍緊鐵模，烘熱，澆入銅水。待凝固後立即脫去鐵模，趁炮身還紅熱時，清除毛刺，就可以得到成品了。”

　　其實，中國的鑄造技術長時間領先世界，是世界上最早使用金屬型鑄造的國家，早在戰國時代就用鐵範成批鑄造生鐵農具和工具，湯若望說的使用鐵模鑄造采用雙層塗料等，也是傳統鑄造的技藝，大明的炮匠之前也聽說過。明太祖朱元璋在和陳友諒等人奪取皇權時，網羅了很多火藥火器制造的專家和工匠，采用新式火器武裝自己的部隊，從而促進了火器發展。但皇權一旦到手，相對穩定的政局建立之後，全國火器的制造和使用又令朱元璋寝食不安，擔心火器流失和私制成為威脅自身統治的因素，朱元璋設立軍器局後，要求嚴格控制全國火器，各地不得擅自制造，違者重罪治之，加上匠戶都是世襲制，所以，大明火炮廠的技術人才是全國頂尖的。此時湯若望一點撥，他們立即就想通了，覺得這方法是可行的的。

　　“你們幾個記下來吧。”湯若望怕炮匠們還不明白，用中國話詳細解釋道：“首先按銅炮大小，分五節作出泥炮。然後按泥炮節數分制鐵模泥型，每節泥型分成兩瓣，用車闆旋制内面，使表面光潔形狀規整，然後烘幹備用。泥型内放入預制的把手，澆注時和鐵模鑄成一體。用泥型翻鑄鐵模時，先将炮口那一節倒置在泥制平闆上，用泥充填其中一瓣，烘幹後，再蓋上泥制平闆，将型箍緊，澆注後便得到第一節鐵模的一瓣。接着除去填泥，又可如法鑄得另一瓣鐵模。這樣逐節澆注，就可鑄成層層榫合的整套鐵模。”

　　“我們記下了。”炮匠們點點頭。

　　朱慈烺心想，這就是專業人員的優勢，大家溝通起來沒啥障礙，不會出現雞同鴨講的尴尬，笑道：“湯先生，其實我們以後就隻造鐵芯銅體大炮了。鐵芯銅體的大炮更堅固，更輕便，滿清的神威大将軍炮現在就是鐵芯銅體的大炮，我們可不能落後呀。”

　　湯若望點點頭，道：“确實是這樣，沒想到大人還懂得制造鐵芯銅體火炮，我們以後就造這種大炮了，所謂鐵芯銅體大炮就是先用熟鐵鑄造炮芯，待炮芯冷卻後用鑄模包裹炮芯，在鑄模中炮芯外面澆鑄一層青銅。”

　　火炮作坊失敗了幾次，最後在湯若望的指導下，花了半個月時間摸索出了鐵坯造銅炮技術。這種方法造出的銅炮炮身上沒有蜂窩氣孔，質量要遠遠好于泥坯鑄造的銅炮，不但提高了鑄炮的成功率，而且降低了成品炮的炸镗的概率。而且用鐵坯鑄炮鐵坯可以重複使用，省卻了鑄模時間，鑄炮速度大大加快了，三天就能鑄造一門銅炮。

　　幾天後，湯若望又讓匠人們鑄造鐵芯銅體大炮，也獲得成功。朱慈烺派人試用，發現射程大增，這種新式鐵芯銅體大炮能以較少的材料承受較高的膛壓，降低了火炮的重量。同時熟鐵熔點較高耐磨性較好，因此這種技術提高了火炮的壽命。而且鐵芯銅體炮節約了用銅，還降低了鑄炮成本。

　　朱慈烺比較滿意，便讓湯若望主持制造各種專業的火炮，比如輕型野戰火炮。朱慈烺設計了一種84毫米口徑的六磅炮，這是一種炮身長兩米的前膛炮。

　　朱慈烺設計這種火炮的原因，是大明以後面對的戰鬥大多數都是和步兵騎兵混合的敵人進行野戰。無論是滿清八旗還是李自成的流賊都擅長野戰，較少在堅城中死守。大明原來能夠摧毀敵人要塞的紅衣大炮已經很厲害，還需要能夠配合步槍兵野戰的輕型火炮，六磅炮就比較适合了。六七百斤的火炮可以用馬車拖拉，運輸也比較方便。

　　湯若望帶人研發成功後，使用時這種火炮的直射距離達到400米，最大抛射射程3200米，标準炮重900斤，使用鐵芯銅體技術鑄炮，炮重下降了三分之一。

　　然後，朱慈烺提了很多想法，讓湯若望畫設計圖，很快就變成了現實，又監造了兩種當時先進的武器，叫新型子母炮，改進自明朝的佛朗機炮，八天即造成，炮長二尺一寸，重約三百斤，便于攜帶。鑄造炮彈外形如瓜狀，每枚重20到30斤，内裝“子炮彈”，此炮發射時，子在母腹，母送子出，從天而降，片片碎裂，銳不可當。

　　剛開始子母炮的尾部裝有木柄，柄的後部向下彎曲，并以鐵索聯于炮架。此炮裝備在四足木架上，足上安有鐵輪，可推可挽。使用時将子炮放入母炮後腹開口處，用鐵闩固定，然後點燃子炮，彈頭從母炮口飛出。上述兩種子母炮，起初使用實心彈丸和小彈子，朱慈烺不滿意，改用爆炸彈，命中率高，殺傷力大。

　　相比較而言，手榴彈的制造，就比較容易一些，明末傑出的火器研制家薄玉，這時也被朱慈烺找到了，應聘到大明的火炮廠，他對地雷的研究可謂學問精深。在薄玉的帶領下，手榴彈幾天就被他和火藥師們搞了出來，完成了拉火的測試。

　　手榴彈的樣式上朱慈烺還是選擇了标準的木柄鐵頭型，木柄中裝置拉火和引線，前端鐵殼中裝置标準配比的顆粒火藥。雷頭的鐵殼是模具制造的，上面有格文，這種設計确保了該薄的地方薄該厚的地方厚，用以保證爆炸後的彈片可以起到有效殺傷。

　　整個手榴彈朱慈烺拿起來掂量了一下，也就半斤多一點的重量。他派人試用，薄玉親自拉了铉，将手雷丢出去六七秒就爆炸了，試驗用的木人頃刻間就被掀翻在地，改良黑火藥後，有的木人還被炸斷了手臂。

　　有湯若望等洋教士和薄玉等專業人士的幫忙，大明黑火藥的改進很順利。其實黑火藥是中國的四大發明之一，北宋初年即公元10世紀後期，中國便開始試制最初的一批火藥火器，并在世界範圍内最早完成軍用火藥的定型發明，率先開始了火藥在軍事領域的應用。但是，火藥化軍事革命并未因為最早發端于中國而在中國率先完成。中國發明的火藥火器14世紀初經阿拉伯人傳入歐洲後，便在歐洲播下火種，随着歐洲近代自然科學和工程技術的飛速發展，一系列新的性能更好、殺傷威力更大的火藥化兵器被研制出來，領先于大明朝了。

　　朱慈烺發現，雖然明代各代火器有所發展，但是這種工場手工業始終處在強大的封建生産關系嚴密包裹當中，全國範圍内的小手工業生産方式很難轉化為大工場手工業。明朝嘉靖年間，長江下遊和東南沿海一些地區出現了資本主義萌芽，手工業規模有較大擴展。但當時的封建統治者為維護自己賴以生存的自給自足的自然經濟，動用國家權力推行重稅、禁海、壟斷礦冶等“重農抑商”的措施，扼制商業和手工業的發展，他意識到，大明要中興，必須讓商業和手工業的資本主義萌芽開花結果。

　　不過，那是下一階段的事情，此時他利用這些大明的火器專家，抓緊生産新火器。很多國人受資本論的誤導，覺得管理者都是壓榨工人的，其實對現代資本主義工廠來說，科學技術是生産力。同樣的，管理也是生産力，是與科學技術比翼齊飛的重要生産力，有時甚至更重要，比如大明的科技初期和西方比其實不算落後，是比較先進的，但管理者卻貪得無厭，層層壓榨匠人，恰恰是管理上太落後，抑制了工匠個人的創新能力和潛能，所以跟西方的技術差距才會越來越大。

　　朱慈烺給大明火炮廠換了内行的管理者，改變了激勵制度後，生産力大大提高，匠人們的積極性大大提高，大明火炮廠源源不斷開發出新東西。