CNC-koneistuksen suunnittelu vaatii kattavaa huomiota valmistettavuuteen, tarkkuuteen ja kustannuksiin, ja sen ydinhaasteet liittyvät kuuteen ulottuvuuteen:
Monimutkaiset piirteet, kuten syvät ontelot, alakäyrät, ohuet seinämät ja kaarevat pinnat, vaativat huolellista tarkistusta työkalun saavutettavuudesta, työkalun törmäysongelmista ja kiinnitystilasta. Huonosti valmistettavat suunnitelmat johtavat kustannusten nousuun, toimitusaikojen pidentymiseen tai jopa käsittelemättömiin rakenteisiin.
Korkean tarkkuuden osat vaativat tiukkaa hallintaa mitattavissa olevista toleransseista, muototoleransseista ja sijaintitoleransseista (esimerkiksi keskittäisyys, kohtisuoruus, tasaisuus). Työstövoiman aiheuttama muodonmuutos, lämpölaajeneminen työstön aikana ja kiinnitysvirheet vaikuttavat kaikki lopulliseen tarkkuuteen, mikä edellyttää kattavaa prosessikorjausta.
Erilaiset työkappalemateriaalit eroavat toisistaan merkittävästi leikkaussuorituskyvyssä. Karkaistu teräs, titaaniseokset, ylijuuriseokset ja muut vaikeasti työstettävät materiaalit aiheuttavat nopeaa työkalun kulumista, huonoa pinnanlaatua ja helposti työkappaleen muodonmuutoksia, mikä edellyttää erityisiä työkaluja, leikkausparametreja ja jäähdytysratkaisuja.
Monimutkaiset osat vaativat yleensä useita prosesseja, useita kiinnityksiä ja jopa useita työstökoneita. Prosessireitin suunnittelussa on sijoitettava karkeus- ja tarkkuustyöstö sekä lämpökäsittely järkevästi peräkkäin ja hallittava useiden kiinnitysten aiheuttamia kertyviä virheitä, mikä vaatii runsaasti prosessitekniikan kokemusta.
Ohutseinäiset rakenteet, kevyet akselit ja alhaisen jäykkyyden työkappaleet ovat alttiita kimmoisalle muodonmuutokselle leikkuuvoiman vaikutuksesta, mikä johtaa mittojen poikkeamiseen, värinävärähtelyyn ja huonoon pinnalaatuun. Rakennetta ja valmistusprosessia on optimoitava samanaikaisesti, jotta varmistetaan rakenteellinen jäykkyyys ja koneistusvakaus.
viisiakselinen ja monitehtäväinen koneistus vaatii monimutkaista työkalupolun ohjelmointia ja liikekuvittelua. Insinöörien on tarkistettava törmäysriskit kääntöpään, työkalukannattimen, työkappaleen, kiinnityksen ja koneen rungon välillä, mikä edellyttää ammattimaista ohjelmointiosaamista ja simulointiohjelmiston tukea.