Hola. Por el trabajo que debes hacer te recomiendo SolidWorks o inventor, ya que por lo que entiendo tu mensaje, debes hacer modelos sencillos (no moldes, no partes de máquinas o sí, pero que no requieran de generar ensambles). Yo trabajo con los dos, y me parecen potentes, aunque por lo que yo hago específicamente, soy diseñador de moldes, me quedo con Solidworks, ya que en el programa base trae un módulo especial. Inventor se orienta más al diseño de maquinaria.
Cuando dices de pasar al CNC sin pasar por por mastecam, lamento decirte que los dos programas que te mencione arriba, solo SolidWorks tiene modulo de Cam, que se llama camworks. Pero indefectiblemente debes pasar por Mastercam u otro que uitlizes. (ejem, claro que sí tienes la posibilidad de usar Catia, estaría bueno ya que es un programa de gama muy alta, en el cual posturas todos los módulos en un solo software, claro está debes pagar 3 veces de lo que valen inventor o Solidworks.)
Ah. Me olvidaba, AutoCAD 3d, muere indefectiblemente cuando utilices algunos de este programas. No existe, al lado de ellos, luego me contaras.
Ah. Y no recuerdo si en AutoCAD 3d, se pude exportar en.igs o.stp, claro, de acuerdo al mecanizado que realices, si 2d, superficies (.igs) o sólidos (.stp). Saludos.