CNC 설계는 일반적으로 양산성 설계(Design for Manufacturability, DFM) 원칙에 포함되며, 가공 부품의 성공 여부와 비용 효율성을 근본적으로 결정하는 기초 단계이다. 이는 개념 설계와 컴퓨터 수치 제어(CNC) 공정을 통해 실현 가능하고 경제적으로 생산할 수 있는 물리적 부품 사이를 연결하는 핵심적인 다리 역할을 한다. 효과적인 CNC 설계를 위해서는 기계 공학 원리뿐 아니라 공구 경로 생성, 커터 접근성, 작업물 고정 등 CNC 가공의 실제적 현실을 통합적으로 이해해야 한다. 주요 고려 사항으로는 강성을 보장하기 위한 벽 두께 최적화, 비표준 공구 사용으로 인한 추가 비용을 방지하기 위해 표준 커터 크기에 맞는 내부 모서리 반경 지정, 정확도와 비용에 직접적인 영향을 미치는 설정 횟수를 최소화하는 설계 등이 있다. 기능뿐 아니라 가공과 데버링(deburring)을 보다 원활하게 하기 위해 드래프트 각도(draft angles), 필렛(fillet), 챔버(chambers) 등을 설계에 포함시켜야 한다. 재료 선택 또한 CNC 설계의 핵심 요소로서 알루미늄, 강철, 티타늄 또는 엔지니어링 플라스틱 중 어떤 재료를 선택하느냐에 따라 가공 전략, 절삭 조건 및 궁극적으로 부품의 성능이 결정된다. 또한 설계자는 치수 공차(tolerance callouts)를 신중하게 검토하여 기능상 필요한 경우에만 엄격한 공차를 적용함으로써 느린 가공 시간과 특수 검사로 인해 증가하는 비용을 피해야 한다. 첨단 CAM(Computer-Aided Manufacturing) 소프트웨어의 등장과 함께 CNC 설계는 '누수 없음(watertight)'인 3D 모델을 생성하고 이를 효율적이며 충돌이 없는 공구 경로로 쉽게 변환하는 과정을 포함하게 되었다. 잘 수행된 CNC 설계는 혁신적이고 기능적인 부품을 제공할 뿐 아니라 최대한의 효율성, 최소한의 낭비, 예측 가능한 납기로 제조할 수 있도록 하여 디지털 프로토타입에서 대량 생산으로의 성공적인 전환을 위한 기반을 마련한다.
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