Onyx GF : Quand la couleur devient une fonction en impression 3D

Dans un environnement industriel, la couleur est rarement choisie uniquement pour des raisons esthétiques.

Un outil rouge, un gabarit bleu ou une pièce verte peuvent immédiatement transmettre une information : à quelle machine appartient cet outil, quel modèle de véhicule est concerné, dans quelle zone doit-il être utilisé ou encore quelle opération doit être réalisée.

Cette utilisation de la couleur fait partie d’une approche plus large de gestion visuelle, particulièrement présente dans les environnements de production qui appliquent les principes du Lean Manufacturing.

L’idée est simple : si une information peut être comprise en un coup d’œil, elle n’a pas besoin d’être cherchée.

C’est précisément dans cette logique que l’impression 3D peut prendre une nouvelle dimension avec l’arrivée d’Onyx GF, le nouveau nylon renforcé de fibres de verre de Markforged disponible en plusieurs couleurs.

L’utilisation de couleurs pour identifier rapidement des outils ou des équipements n’est pas nouvelle.

Dans l’industrie aéronautique, par exemple, M.S. Aerospace, fabricant de fixations de précision, utilise des plateaux en aluminium interchangeables identifiés par couleur selon les dimensions des pièces qu’ils doivent recevoir [1]. L’objectif n’est pas de rendre l’atelier plus esthétique : la couleur permet simplement à l’opérateur d’identifier plus rapidement le bon équipement.

On retrouve une approche similaire chez PalletOne, fabricant américain de palettes. Dans le cadre de sa démarche Lean, l’entreprise a attribué à chaque machine son propre ensemble d’outils codés par couleur. Un outil bleu placé près d’une machine verte permet immédiatement de voir qu’il n’est probablement pas à sa place. Cette organisation améliore la visibilité et facilite le suivi des outils [2].

Dans ces deux cas, la couleur devient donc une forme d’information.

Et cette information peut avoir une valeur très concrète : réduire les erreurs, accélérer une opération ou simplement éviter de perdre du temps à chercher le bon outil.

Cette logique s’inscrit directement dans la philosophie du 5S, une méthode d’organisation du poste de travail associée au Lean Manufacturing et au contrôle visuel [3].

Les cinq étapes sont souvent présentées sous leur nom japonais, leur traduction anglaise et leur équivalent français :

• Seiri consiste à éliminer ce qui n’est pas nécessaire.
• Seiton consiste à organiser ce qui reste afin que chaque élément ait une place clairement définie.
• Seiso ajoute le nettoyage et l’inspection du poste de travail.
• Seiketsu permet de transformer cette organisation en standard.
• Enfin, Shitsuke consiste à maintenir ces pratiques dans le temps.

Le principe derrière les 5S va toutefois plus loin que le simple fait de garder un atelier propre. Il s’agit de créer un environnement où les anomalies et les erreurs deviennent visibles.

C’est là que la couleur devient particulièrement intéressante.

Si la couleur permet d’identifier immédiatement un outil, elle peut devenir un élément du système de contrôle visuel lui-même.

Un exemple récent illustre particulièrement bien cette approche.

Chez Subaru of Indiana Automotive (SIA), plusieurs modèles de véhicules sont produits sur une même ligne. Certains gabarits utilisés pour ces différents modèles peuvent avoir des géométries très similaires, avec des différences de seulement quelques millimètres.

Dans un environnement où les outils sont manipulés et réutilisés de nombreuses fois au cours d’un quart de travail, prendre le mauvais gabarit peut entraîner une erreur, du retravail ou une perte de temps.

SIA a donc intégré le codage couleur à ses outillages afin que le bon gabarit soit identifiable immédiatement.

Le problème était que les pièces imprimées en ABS pouvaient offrir la couleur recherchée, mais pas la durabilité nécessaire pour une utilisation répétée sur une ligne de production automobile.

C’est ici qu’Onyx GF prend tout son sens.

SIA utilise notamment des outillages Onyx GF colorés pour des applications allant de gabarits de positionnement jusqu’à des supports d’assemblage plus robustes. La couleur permet de différencier les outils, tandis que le matériau permet de conserver les performances mécaniques nécessaires à leur utilisation en production.

La couleur n’est donc plus une finition ajoutée après fabrication.

Elle fait partie de la fonction de la pièce.

C’est précisément le problème auquel Markforged cherche à répondre avec Onyx GF.

Introduit en 2026, Onyx GF est un nylon renforcé de fibres de verre courtes, disponible en six couleurs : rouge, jaune, bleu, vert, gris et blanc. Le matériau est conçu pour les applications industrielles où la couleur peut servir à la gestion visuelle, à la sécurité ou à la prévention des erreurs.

L’intérêt est particulièrement évident pour les jigs, fixtures et outillages de production.

Imaginez par exemple une entreprise qui utilise plusieurs gabarits presque identiques pour différentes variantes d’un produit.

Plutôt que de devoir lire une référence gravée sur chaque pièce, l’opérateur peut associer :

• une couleur à un modèle;

• une autre à une opération;

• une autre à une zone de production;

• ou encore une couleur à un niveau de criticité.

La géométrie reste importante, mais l’identification devient instantanée.

Cette approche rejoint également le principe de poka-yoke, ou détrompage : utiliser la conception d’un produit ou d’un processus pour réduire la possibilité qu’une erreur soit commise.

L’un des grands avantages de l’impression 3D dans ce contexte est la possibilité de produire rapidement des outils adaptés à une application précise.

Un gabarit n’a pas besoin d’être fabriqué en série pour être rentable. Une pièce unique ou quelques exemplaires peuvent déjà justifier l’utilisation de la fabrication additive lorsque l’outillage traditionnel demanderait davantage de temps ou de ressources.

Avec Onyx GF, cette flexibilité s’accompagne maintenant d’une information visuelle directement intégrée à la pièce.

On peut ainsi imaginer des applications telles que :

• des gabarits d’assemblage différenciés par modèle;

• des fixtures identifiées par poste de travail;

• des supports d’outils associés à une machine précise;

• des pièces de remplacement identifiées selon leur fonction;

• des outillages destinés à des environnements où la gestion des FOD est importante;

• des éléments de sécurité nécessitant une identification visuelle rapide.

La couleur peut même permettre de distinguer plusieurs versions d’une même pièce sans avoir à modifier sa géométrie.

Traditionnellement, lorsqu’une pièce imprimée devait être identifiée visuellement, plusieurs solutions étaient possibles : peinture, étiquette, marquage ou gravure.

Ces méthodes peuvent fonctionner, mais elles ajoutent une opération à la fabrication.

Avec un matériau coloré, l’information est directement intégrée à la pièce dès l’impression.

C’est particulièrement intéressant dans un contexte de production où chaque étape supplémentaire peut devenir un point de variation ou de maintenance.

L’approche est d’autant plus pertinente lorsque la pièce est régulièrement manipulée. Une couleur intégrée au matériau ne dépend pas d’une étiquette qui pourrait se décoller ou d’une peinture qui pourrait s’user.

C’est ici que la comparaison avec les plastiques colorés traditionnels devient intéressante.

Une couleur seule ne suffit pas pour une application industrielle. Un gabarit de production doit pouvoir résister aux manipulations, aux contacts répétés et aux contraintes propres à son environnement.

Onyx GF utilise une matrice de nylon renforcée de fibres de verre courtes. Les données publiées indiquent une résistance à la flexion de 88,2 MPa et un module de flexion de 2,4 GPa. Le matériau peut également être renforcé avec de la fibre de carbone continue pour les applications nécessitant davantage de performance structurelle.

Cela permet de positionner Onyx GF non pas simplement comme une nouvelle façon de produire des pièces colorées, mais comme un matériau destiné à des applications industrielles fonctionnelles.

La comparaison avec l’Onyx standard est particulièrement intéressante.

L’Onyx classique est un nylon renforcé de microfibres de carbone. Markforged publie pour ce matériau une résistance à la flexion de 71 MPa et un module de flexion d’environ 3,0 GPa [4].

Les valeurs doivent évidemment être comparées avec prudence, puisque les conditions d’essai et les paramètres d’impression peuvent influencer les propriétés finales d’une pièce.

La différence importante est donc moins de chercher un matériau « meilleur » que l’autre que de choisir celui qui correspond à l’application.

L’Onyx reste un excellent choix lorsque la couleur n’apporte pas de valeur fonctionnelle.

Onyx GF devient particulièrement intéressant lorsque l’identification visuelle fait partie du besoin.

Au moment de son lancement, Onyx GF est compatible avec les imprimantes Markforged FX10 et FX20. L’utilisation du matériau nécessite également une Plastic Hardened Nozzle, en raison de la présence des fibres de verre.

Onyx GF peut également être combiné à la Continuous Carbon Fiber pour les applications nécessitant une résistance structurelle supérieure.

Cette compatibilité est toutefois appelée à évoluer. Le matériau vient tout juste d’arriver sur le marché et des informations publiées par Mark3D indiquent déjà que la compatibilité avec d’autres plateformes Markforged est prévue prochainement.

Il sera donc intéressant de suivre son évolution au cours des prochains mois.

L’arrivée d’Onyx GF illustre une tendance intéressante en fabrication additive industrielle : la valeur d’une pièce ne se limite pas à ses propriétés mécaniques.

Sa couleur, sa facilité d’identification, son rôle dans un processus 5S ou sa capacité à prévenir une erreur peuvent être tout aussi importants.

Pour une entreprise qui imprime déjà ses gabarits et ses fixtures en 3D, le passage à un matériau coloré peut sembler être une petite évolution.

Sur le plan opérationnel, il peut pourtant changer la façon dont les outils sont organisés et utilisés sur le plancher de production.

Et c’est peut-être là le principal intérêt d’Onyx GF : transformer la couleur en une véritable fonction de la pièce, sans renoncer aux exigences de l’impression 3D industrielle.