尽管激光增材再制造已经获得了广泛应用，但仍然有一系列的关键问题需要进一步研究解决。
1．残余应力是激光增材再制造面临最为棘手的问题之一。再制造零件增材部分通过激光熔覆技术逐点扫描堆积成形，这一非线性强耦合过程中，材料的温度、物性不均匀性极强，不可避免的伴随应力、应变的演化，导致再制造零件出现裂纹、变形，而且高的残余应力状态也将影响零件的静力学、耐蚀、疲劳等性能，最终影响再制造零件的服役性能及安全。
同激光3D打印技术相比，激光增材再制造残余应力问题更为突出。对于激光3D打印，可以通过合理的堆积策略，调整熔覆过程温度场的均匀性，调整材料实际拘束度，避免拉应力过大积累；激光增材制造过程基体形状尺寸往往是固定的，其拘束度一般较大，容易造成高水平残余拉应力的积累。另外，激光增材再制造过程中，基体材料同再制造材料往往是异种材料，其屈服强度、热膨胀系数等影响残余应力演化的关键参数通常相差较大，容易造成高水平残余拉应力水平积累，且提高应力分布的不均匀性。北航王华明教授把残余应力问题称为激光增材制造的“第一大瓶颈难题”，对于激光增材制造，这个问题的严重性有过之而无不及，需要做进一步的工作。
2．热影响区性能劣化是激光增材再制造的另一个重要问题。众所周知，热影响区通常是焊接接头比较脆弱的部分，激光增材再制造过程虽然热源能量密度集中，热影响区域较小，但其热影响区材料性能演变仍然是一个需要重点关注的问题。激光增材再制造热循环引起材料微观组织变化，最终影响材料的性能，热过程可能影响晶粒的尺寸及均匀性，影响析出相的种类、分布及尺寸，材料的固溶度、元素晶界偏析程度等，最终影响热影响区的硬度、强度、塑性、耐蚀性等性能。从基体到界面，典型的热影响区可以粗略分为不完全再结晶区、再结晶区、过热区等。不完全再结晶区晶粒度均匀性较差，性能均匀性也较差；再结晶区组织通常较细；过热区有许多异常长大的晶粒，其晶粒度及性能均匀性也较差。激光增材再制造常见的基体材料有镍基、钴基、钛基、铁基、铝基等，并且其热处理状态多样，有铸态、锻造、时效、轧制、渗碳渗氮等，因此，激光增材制造热影响区性能的劣化方式及劣化程度有较大的区别，需要根据具体材料，进行有针对性的探索研究，通常情况下，焊接过程热影响区的研究结果具有一定的参考价值，但需要注意激光增材再制造热循环跟一般焊接过程热循环的区别，激光增材再制造过程中，热影响区温度梯度更大、温度变化也更加剧烈，热循环的次数可能会更多。
