A CNC megmunkáláshoz szükséges tervezés során átfogóan figyelembe kell venni a gyárthatóságot, a pontosságot és a költségeket, amelynek központi kihívásai hat dimenzióban jelentkeznek:
Az összetett szerkezeti elemek – például mély üregek, alávágások, vékony falak és görbült felületek – esetében gondosan ellenőrizni kell a szerszámok hozzáférhetőségét, a vágószerszámok interferenciáját és a befogási tér elérhetőségét. A gyárthatatlan tervek magasabb költségekhez, meghosszabbodott gyártási időkhöz vagy akár feldolgozhatatlan szerkezetekhez vezethetnek.
A nagy pontosságú alkatrészek esetében szigorúan ellenőrizni kell a méreti, alaktűréseket és helyzettűréseket (pl. koncentricitás, merőlegesség, síkság). A vágóerő okozta deformáció, a megmunkálás során fellépő hőmérsékleti deformáció és a befogási hibák mind befolyásolják a végső pontosságot, ezért komplex folyamat-kompensációs intézkedésekre van szükség.
A különböző munkadarag-anyagok vágási teljesítménye jelentősen eltér egymástól. A kemített acél, a titánötvözet, a szuperszövetségek és egyéb nehezen megmunkálható anyagok gyors szerszámkopást, rossz felületminőséget és a munkadarab könnyű deformációját okozzák, ezért speciális szerszámokra, vágási paraméterekre és hűtési megoldásokra van szükség.
Az összetett alkatrészek általában több műveletet, több befogást és akár több gépet is igényelnek. A folyamatút tervezése során ésszerűen kell meghatározni a kaszálás, finomítás és hőkezelés sorrendjét, valamint ellenőrizni a többszörös befogásból eredő kumulatív hibákat, ami nagymértékben támaszkodik a folyamatmérnöki tapasztalatra.
Vékonyfalú szerkezetek, hosszúkás tengelyek és alacsony merevségű munkadarabok hajlamosak rugalmas deformációra a vágóerő hatására, ami méreteltéréshez, rezgéses csattanáshoz és rossz felületminőséghez vezet. A tervezést és a gyártási folyamatot egyszerre kell optimalizálni a szerkezeti merevség és a megmunkálás stabilitásának biztosítása érdekében.
az 5-tengelyes és többfeladatos megmunkálás összetett szerszámpálya-programozást és mozgásszimulációt igényel. A mérnököknek ellenőrizniük kell az ütközési kockázatot a forgófej, a szerszámtartó, a munkadarab, a befogó és a gép test között, amelyhez szakmai programozási ismeretekre és szimulációs szoftver-támogatásra van szükség.