Eugênio,
Não há uma fórmula mágica que possa servir para qualquer caso...
No caso de usinagens em 3d, pode-se fazer quase tudo com apenas 3 eixos, mas vai depender muito mais da criatividade do operador do que da máquina própriamente dita...
Com certeza é possível fazer uma máquina com mais de 3 graus de liberdade, mas tenha em mente que os problemas crescer exponencialmente com o aumento desses eixos, e com certeza os preços crescem igualmente...
Você está no bom começo, determinando o tipo de material e as dimensões úteis da criatura - procure aqui mesmo no forum, ou na Net por fotos para inspiração, mas não fugirá muito de certos "conceitos" construtivos...
As máquinas podem ser de pórtico móvel ou pórtico fixo, cartesianas ou radiais, conformação normal ou invertida, horizontais ou verticais...
O projeto não deve só se deter na geometria da máquina, mas também se extender aos sistemas de fixação dos corpos a serem usinados, ferramentas, limpeza, ruídos, etc...
Meu conselho é de ler bastante, pois aqui mesmo no fórum há muitas dicas e informações à seu dispor - basta procurar que acha...