在各国大力倡导绿色制造、智能制造、应对气候污染、促进节能减排及加强循环经济的背景下,激光再制造作为新世纪新兴的绿色制造技术,可有效解决缺陷零件快速修复的难题,实现缺陷零件的继续服役的条件,是各国工业领域技术革新的新方向。为实现激光修复平台的可现场移动、操作简易及设备成本较低的设计目标。本文采用龙门式FDM3D打印机成形规则,以“ATMEGA 2560+RAMPS 1.4拓展板”为核心主板,提出了一种可现场移动的激光修复平台,设计涵盖主体机械结构、运动控制电路及嵌入程序参数等,基于Marlin主程序框架,对部分程序段进行了宏定义,借助可视化的FDM3D打印机界面(Simplify3D软件为例)进行人机交互,实现对激光修复平台的控制及关键温度(电机发热、成形环境)参数的监测,保证了激光修复平台的自动化工作。结合FDM3D打印机切片软件特点,分析了打印机切片软件参数及原理,提出了基于Simplfy3D切片软件的激光立体成型模型,并对送粉式激光平面熔覆成型过程的平整度控制构建了数学预测模型,同时引入了搭接量调控系数k;此外,为保证缺陷部位数据模型的准确性及完整性,采用正逆向混合建模方法;通过正交试验得到的最佳单道激光熔覆线工艺参数:激光功率250W,扫描速度3mm/s,送粉速率9g/min,单道熔覆线截面参数:熔高H=0.63mm,熔高W=1.91mm,计算得到了轨迹中心距C=1.38mm,单层抬升量△Z=0.45 mm,轨迹中心距和单层抬升量分别对应切片软件挤出线宽及层高值,经调控系数k(k:100%、80%、70%、50%)的四组不同切片数据,熔覆结果表明k=50%时,熔覆表面较为平整。最后,本文在逆向工程辅助下对涡轮缺陷及坡口形式缺陷零件的缺陷部位三维模型及切片数据进行了获取,利用自建的激光修复平台完成了缺陷部位的修复实验,并对显微组织、硬度及无损检测结果进行分析,实验结果显示:界面呈冶金结合,组织致密、熔覆效果较为良好、基本无明显气孔裂纹缺陷。