Hola

Si quieres hacer 3D necesitas buena aceleración, y para eso el usar motores demasiado grandes se vuelve un problema debido a la inercia, así que descartaría Nema 34. Con motores de 300 - 400 oz-in combinados con un G540 y una buena fuente (ojalá 48V, siempre que los motores lo aguanten, aunque los Nema23 en ese rango de torque por lo general pueden) creo que podrías conseguir buena velocidad. Yo uso ballscrews de 10mm de paso y motores Nema 23 de 400 oz-in (y de 280 oz-in en el eje Z) y y puedo cortar madera a más de 250 IPM sin problemas, aunque por lo general me mantengo entre los 150 y 200 IPM por un tema de vibración, flex y cuidado de la fresadora (aunque ya la he maltratado bastante cortando aluminio). He probado rapids de más de 400 IPM antes del stall, pero prefiero darme un buen margen de torque. Eso es considerando que estoy usando una controladora Probotix unipolar, que tiene un voltaje máximo un poco menor al G540, y además estoy usando los motores a 2.5A en vez de 3A para mantener mejores temperaturas; con un G540 conectado en bipolar paralelo se podría aún mejor rendimiento.

No te asustes con tus tornillos, 5mm de paso sigue estando bien, y seguramente te van a dar un muy buen rendimiento de todas maneras siempre que elijas correctamente motores y drivers.

¿Qué largo y diámetro tienen tus tornillos? el latigueo puede ser un problema a altas RPM si no están derechos y/o son muy largos o delgados.

Me parece una excelente idea que consigas un SuperPID, yo uso uno y las ventajas son notorias, en especial con el ruido que antes era insoportable, además de que el consumo baja bastante (muy importante en trabajos largos).