与金属切削相比，复合材料的加工提出了独特的挑战。增韧纤维的磨蚀性使刀具寿命缩短。与金属切屑不同，塑料基质带走的热量很少，而温度过高可能会使基质熔化。复合材料容易分层剥离，加工产生的毛刺和纤维表明钻削的孔或铣削的边缘质量很差。

　　其他挑战还包括对由复合材料与钛合金（或铝合金）组成的压合叠层材料进行加工和钻削。研发出可一次完成对这种叠层材料钻孔加工的刀具特别困难。设计复合材料切削刀具的常用策略包括采用非涂层硬质合金刀具、CVD金刚石涂层刀具、以PCD作为刀刃或刀头的焊接刀具等。传统的PCD刀具是通过将金刚石晶体烧结嵌入金属基体制成，刀具的切削部分被切割成所需形状，并焊接（或烧结）在硬质合金刀柄上。传统的PCD刀具在刀具几何形状上受到一定局限，不过现在已有一些公司可以提供具有更复杂几何形状的整体烧结式PCD刀具。

　　设计复合材料加工刀具时，需要使切削力最小化，尤其在钻削加工中，避免材料分层剥离极为重要。肯纳公司高级工程师Karthik Sampath解释说，“分层剥离通常发生在刀具钻出工件时，此时轴向推力会对下表面的叠层施加压力。分层剥离也容易产生在刀具钻入工件上表面时。”尽管材料的分层剥离与轴向推力有关，但肯纳公司认为，纤维的位置不同以及材料中存在孔隙也会造成分层剥离。加工金属材料时，切屑的剪切和成形可以是均匀一致的，而复合材料的加工则有所不同，它需要切断纤维，同时还要对基质材料进行剪切。

　　为了以最小的刀具磨损实现无毛刺切削，肯纳公司对刀具的几何结构进行了优化设计。Sampath指出，“我们的试验证明，钻削复合材料时需要采用大的螺旋角、大的后角和大的齿隙角，以使刀具较容易切入工件。”尤其需要重视切削刃后角的设计。在一次分别采用10°、20°和36°后角的对比切削试验中，随着刀具后角的增大，被加工孔的质量明显改善。刀具的锋利度也至关重要，“我们的试验结果表明，刀具在涂层前具有锋利的切削刃（刀尖圆弧半径≤10μm），就可以获得最佳加工效果”。