Die Grundproblematik besteht im unterschiedlichen, spezifischen Gewicht von Blei und den Ersatzstoffen – meist Kupfer.

Blei hat eine Dichte von 11,3kg/dm³, Kupfer hingegen nur 8,9kg/dm³. Um das gleiche Gewicht zu haben, muss daher das Kupfergeschoss 25% größer sein. Im Durchmesser kann das Geschoss nicht größer werden, damit es noch durch den Lauf passt. Etwas Volumen kann noch durch eine gedrungenere Form erzielt werden – es ist aber fast nicht vermeidbar, dass das Geschoss länger wird oder das Gewicht nicht erreicht.

Für die Wirkung beim Auftreffen muss eine ausreichende Energie erreicht werden oder ist auch vorgeschrieben. Die Energie berechnet sich mit E = 0,5 x Masse x Geschwindigkeit x Geschwindigkeit (1/2 m v²). Da Kupfergeschosse härter sind, muss meist zusätzlich eine höhere Geschwindigkeit erreicht werden

Leichteres Geschoss:

Wird ein Geschoss gleicher Geometrie, aber aus Kupfer anstatt Blei gewählt, dann muss die Geschwindigkeit um 11% höher sein, um dieselbe Energie zu erreichen. Dabei ist es wichtig, dass der Drall des Laufes zu der höheren Geschwindigkeit passt, das Geschoss den Drall annimmt, sich somit stabilisieret und der Lauf nicht über gebühren verschleißt.

Geschoss mit gleichem Gewicht:

Hier ist es schwierig eine nach C.I.P. zulässige Laborierung zu finden. Das Geschoss wir länger. Es darf aber nicht beliebig weit aus der Hülse heraus ragen, damit noch ein geringer Freiflug bleibt. Wird die Patrone auf gleiche Gesamtlänge gefertigt, dann sitzt der Geschossboden tiefer in der Hülse, der Brennraum für das Pulver wird kleiner und der Maximaldruck erhöht sich.

Viele der beim Beschussamt zur Messung eingereichten bleifreien Patronen erzeugen daher einen zu hohen Gasdruck.

Abhilfe:

Wird das Geschoss vorne lang und schlank gehalten, so dass es weiter in den Lauf hinein ragen kann, ohne diesen zu berühren, kann die Patronenlänge erhöht und damit das Problem mit dem Gasdruck umgangen werden. Es muss natürlich sicher gestellt werden, dass die Patrone bei Repetierern noch ins Magazin passt und zuverlässig zugeführt wird. Es muss auch für die jeweilige Waffe überprüft werden, ob das Geschoss nicht doch berührt (Geschoss mit Permanentmarker anmalen, laden, heraus repetieren und schauen, ob Farbe abgeschabt wurde – Geht der Verschluss bei korrekt kalibrierter und getrimmter Hülse nur mit Gewalt zu, dann ist das Geschoss ungeeignet für diese Methode)

Vereinzelt gibt es auch schon Läufe für bleifreie Munition, deren Patronenlager und Drall angepasst sind.