Sachverhalt:
A.
Der 1964 geborene A._ meldete sich unter Hinweis auf eine rechtsseitige Schulterluxation bei der Invalidenversicherung zum Leistungsbezug an. Mit Verfügung vom 4. Januar 2005 und Einspracheentscheid vom 8. Januar 2009 sprach ihm die IV-Stelle Luzern eine vom 1. November 2002 bis 31. Oktober 2003 befristete ganze Rente der Invalidenversicherung zu, was das Verwaltungsgericht des Kantons Luzern (heute Kantonsgericht Luzern) mit Entscheid vom 22. Dezember 2010 bestätigte.
Am 25. Juni 2012 meldete sich A._ erneut bei der IV-Stelle Luzern zum Leistungsbezug an und machte eine gesundheitliche Beeinträchtigung am Bewegungsapparat geltend. Die IV-Stelle trat auf die Neuanmeldung ein und bejahte mit Verfügung vom 8. April 2014 nach beruflichen und medizinischen Abklärungen, worunter ein polydisziplinäres Gutachten der Gutachterstelle B._ vom 19. November 2013, einen Anspruch auf eine Viertelsrente der Invalidenversicherung ab 1. Dezember 2012. Nachdem das Strassenverkehrsamt eine verkehrsmedizinische Begutachtung am Institut C._ durchführen liess, erklärte die IV-Stelle gestützt auf dieses Gutachten vom 25. März 2014 die noch nicht rechtskräftige Verfügung vom 8. April 2014 als ungültig (Mitteilung vom 24. April 2014) und forderte mit Verfügung vom 5. Mai 2014 bereits ausgerichtete Rentenleistungen in der Höhe von Fr. 10'110.- zurück. Am 25. Juni 2014 verneinte sie schliesslich verfügungsweise einen Anspruch auf eine Invalidenrente.
B.
Die dagegen erhobene Beschwerde wies das Kantonsgericht Luzern mit Entscheid vom 28. April 2015 ab.
C.
Mit Beschwerde in öffentlich-rechtlichen Angelegenheiten lässt A._ sinngemäss beantragen, es sei ihm eine Invalidenrente gestützt auf eine 80%ige Arbeitsfähigkeit und mit einem leidensbedingten Abzug von 10 %, eventualiter 5 %, was einen Invaliditätsgrad von 47 bzw. 44 % ergäbe, ab dem 1. Dezember 2012 zu gewähren. Subeventualiter sei die Sache zu weiteren Abklärungen und neuer Beurteilung an die Vorinstanz zurückzuweisen.
Auf die Durchführung eines Schriftenwechsels wurde verzichtet.

Erwägungen:
1.
1.1. Mit der Beschwerde in öffentlich-rechtlichen Angelegenheiten kann u.a. die Verletzung von Bundesrecht gerügt werden (<ref-law>), die Feststellung des Sachverhalts nur, wenn sie offensichtlich unrichtig ist oder auf einer Rechtsverletzung im Sinne von <ref-law> beruht und wenn die Behebung des Mangels für den Ausgang des Verfahrens entscheidend sein kann (<ref-law>). Das Bundesgericht legt seinem Urteil den Sachverhalt zugrunde, den die Vorinstanz festgestellt hat (<ref-law>). Es kann die Sachverhaltsfeststellung der Vorinstanz von Amtes wegen berichtigen oder ergänzen, wenn sie offensichtlich unrichtig ist oder auf einer Rechtsverletzung im Sinne von Art. 95 beruht (<ref-law>).
1.2. Bei den gerichtlichen Feststellungen zum Gesundheitszustand und zur Arbeitsfähigkeit bzw. deren Veränderung in einem bestimmten Zeitraum handelt es sich grundsätzlich um Tatfragen (<ref-ruling> E. 3.2 S. 397 ff.). Gleiches gilt für die konkrete Beweiswürdigung (Urteil 9C_204/2009 vom 6. Juli 2009 E. 4.1, nicht publ. in <ref-ruling>, aber in: SVR 2009 IV Nr. 53 S. 164). Dagegen sind die Beachtung des Untersuchungsgrundsatzes und der Beweiswürdigungsregeln Rechtsfragen.
2.
Streitig und zu prüfen ist, ob nach der bis 31. Oktober 2003 zugesprochenen befristeten Invalidenrente erneut ein Rentenanspruch besteht, wie dies der Beschwerdeführer mit Neuanmeldung vom 25. Juni 2012 geltend macht. Das beurteilt sich in analoger Anwendung der für die Rentenrevision geltenden Regeln. Massgeblich ist demnach, ob eine wesentliche Änderung in den tatsächlichen Verhältnissen eingetreten ist, die geeignet ist, den Invaliditätsgrad und damit den Rentenanspruch zu beeinflussen. Dabei bildet in zeitlicher Hinsicht die letzte, auf einer materiellen Prüfung des Rentenanspruchs beruhende, rechtskräftige Verfügung den Ausgangspunkt - hier demnach der 8. Januar 2009 - und die streitige Verfügung den Endpunkt - hier der 25. Juni 2014 - für die Beurteilung, ob eine solche Änderung eingetreten ist (vgl. <ref-law>; <ref-ruling> und 108; <ref-ruling>).
3.
3.1. In Berücksichtigung einer Stellungnahme des Regionalen Ärztlichen Dienstes (RAD) der IV-Stelle vom 1. Dezember 2008 und in Würdigung der weiteren medizinischen Berichte bestätigte das damalige Verwaltungsgericht des Kantons Luzern im Entscheid vom 22. Dezember 2010 die Auffassung der IV-Stelle, wonach der Beschwerdeführer ab 1. November 2003 in einer wechselbelastenden, angepassten Tätigkeit gemäss festgelegtem Zumutbarkeitsprofil vollständig arbeitsfähig sei und bei einem Invaliditätsgrad von 19 % keinen Anspruch auf eine Invalidenrente habe.
3.2. Die rentenablehnende Verfügung im Rahmen der Neuanmeldung stützte sich namentlich auf die Gutachten der Gutachterstelle B._ vom 19. November 2013 und des Instituts C._ vom 25. März 2014 sowie auf die Stellungnahmen des RAD (vom 3. Dezember 2013, 29. April 2014 und 9. Mai 2014). Das kantonale Gericht gelangte in einlässlicher Würdigung der Akten zum Schluss, das Gutachten der Gutachterstelle B._ sei in medizinischer Hinsicht zuverlässig und beweiskräftig. Danach leide der Beschwerdeführer mit Auswirkung auf die Arbeitsfähigkeit an einem chronischen cervico-occipitalen und cervico-brachialen Syndrom linksbetont bei Status nach C7-Wurzelkompression, Status nach ventraler Discektomie C6/7, mit residueller radikulärer Symptomatik in C7 links, primärer Blockwirbelbildung C4/5 mit sekundären degenerativen Veränderungen C3/4 und C5/6 mit erheblichen Funktionseinschränkungen sowie an einem rezidivierenden, links-betonten lumbospondylogenen Syndrom bei Osteochondrosen L2/3 und L3/4, ohne radikuläre Irritations- oder Ausfallsymptomatik. Des Weiteren seien rechtsseitige Schulterschmerzen mit residueller schmerzhafter Funktionseinschränkung bei Status nach multiplen, rezidivierenden Schulterluxationen rechts, Status nach mehreren stabilisierenden Schulteroperationen, diagnostiziert. Schliesslich wurde eine gemischte dissoziative Störung (Konversionsstörung), Status nach Panikstörung, festgehalten. Das kantonale Gericht folgte der in der abschliessenden Konsensbeurteilung der Gutachter der Gutachterstelle B._ festgehaltenen 80%igen Arbeitsfähigkeit in einer optimal adaptierten Tätigkeit aus rein somatischer Sicht. Auf die gutachterliche Einschätzung einer gesamthaften Einschränkung der Arbeitsfähigkeit um 40 % aufgrund einer erheblichen psychischen Überlagerung, insbesondere wegen der Panikzustände, stellte es hingegen nicht ab, da diese nicht überzeuge, insbesondere weil sich aus dem Gutachten keine Hinweise für gegenwärtige Panikzustände ergäben, zumal die Experten selbst einen Zustand nach Panikzuständen beschrieben hätten und die im Jahr 2011 ausgewiesene Panikattacke unter medikamentöser und therapeutischer Behandlung als kompensiert betrachtet hätten (vgl. auch IV-Protokolleintrag vom 3. Dezember 2013). Daher bleibe es bei der aus somatischer Sicht attestierten, um 20 % eingeschränkten Leistungsfähigkeit im Zeitpunkt der Begutachtung im September 2013. In Übereinstimmung mit dem RAD-Arzt Dr. med. D._, FMH Chirurgie, der am 29. April 2014 unter Hinweis auf das verkehrsmedizinische und -psychologische Gutachten eine deutliche Verbesserung der Schmerzen, der Beweglichkeit, der cervico-radikulären Reizsymptomatik C6/7 und der psychischen Situation festhielt, nahm die Vorinstanz sodann ab Februar 2014 eine volle Arbeitsfähigkeit in dem in der Expertise der Gutachterstelle B._ festgelegten ergonomischen Tätigkeitsprofil an. Sowohl unter Annahme einer 80 als auch 100%igen Arbeitsfähigkeit in einer leidensadaptierten Tätigkeit - und selbst in Berücksichtigung eines leidensbedingten Abzugs von 25 % - bestehe ein rentenausschliessender Invaliditätsgrad.
3.3. Die vorinstanzliche Würdigung der medizinischen Aktenlage ist nicht zu beanstanden. Insgesamt ergibt sich aus den Akten nichts, das geeignet wäre, den Beweiswert der Entscheidungsgrundlagen in Zweifel zu ziehen. Hinsichtlich des wiederholten Einwandes des Beschwerdeführers, die verkehrsmedizinische und -psychologische Expertise habe sich einzig auf die Überprüfung der Fahrtauglichkeit beschränkt und stelle auch mit Blick auf die fachliche Qualifikation der Gutachter keine hinreichende Grundlage dar, um die Einschätzungen des umfassenden, polydisziplinären Gutachtens der Gutachterstelle B._ in Frage zu stellen, führte das kantonale Gericht aus, dass dieses Vorbringen grundsätzlich berechtigt sei. Es gelangte zum Schluss, dass damit kein umfassendes, voll beweiskräftiges Gutachten vorliege, sondern dieses mit Vorbehalten zu berücksichtigen sei. Die verkehrsmedizinische Expertise des Dr. med. E._, Oberarzt, Facharzt FMH für Innere Medizin, Verkehrsmediziner SGRM, und der Frau med. pract. F._, Assistenzärztin, vom 25. März 2014, welches auch die verkehrspsychologische Abklärung der kognitiven Fahreignung durch Frau Dr. phil. G._, Fachpsychologin für Verkehrspsychologie FSP, vom 19. März 2014, umfasst, würde dennoch aufschlussreiche ärztliche Ausführungen zum aktuellen Gesundheitszustand des Beschwerdeführers enthalten, indem der Versicherte gegenüber den Experten Dr. med. E._ und Frau med. pract. F._ angegeben habe, dass sich die Halswirbelsäulenbeweglichkeit deutlich unter Physiotherapie gebessert habe sowie die im Jahr 2011 aufgrund der psychischen Problematik begonnene Psychotherapie im darauf folgenden Jahr wieder beendet und die entsprechende Medikation reduziert worden sei. Diese Angaben seien im Rahmen einer Gesamtwürdigung zu berücksichtigen, weshalb dem Gutachten nicht jeder Beweiswert abzusprechen sei. Dies ist nicht zu beanstanden. Hervorzuheben ist ferner, dass das kantonale Gericht die für massgebend erachteten Einschätzungen des RAD-Arztes Dr. med. D._ sorgfältig in den Kontext der weiteren ärztlichen Stellungnahmen einbettete und würdigte. Es durfte dessen Darlegungen zur fehlenden Einschränkung der Leistungsfähigkeit in psychischer Hinsicht, in Berücksichtigung der Ergebnisse der verkehrsmedizinischen Begutachtung vom 25. März 2014, als nachvollziehbar und schlüssig werten.
Nach dem Gesagten ist das vorinstanzliche Abstellen auf die Schlussfolgerungen des RAD-Arztes jedenfalls nicht offensichtlich unrichtig oder sonstwie bundesrechtswidrig; die Feststellungen betreffend die Arbeitsfähigkeit sind nicht willkürlich. Das Bundesgericht ist daher daran gebunden (E. 1). Damit erübrigt sich die vom Beschwerdeführer subeventualiter anbegehrte weitere medizinische Abklärung.
4.
Mit Blick auf die erwerbliche Seite der Invaliditätsbemessung bemängelt der Beschwerdeführer die ermittelten Vergleichseinkommen nicht (Valideneinkommen: Fr. 66'314.-; Invalideneinkommen bei vollständiger Arbeitsfähigkeit: Fr. 65'689.-). Er geht von einem maximal vorzunehmenden Leidensabzug von 10 % aus. Soweit er beanstandet, das Gericht hätte abschliessend festlegen müssen, ob ein Abzug von 5 oder 10 % zu erfolgen hat, auch wenn so oder anders kein rentenbegründender Invaliditätsgrad resultiere, da dies namentlich für die Leistungen der Vorsorgeeinrichtung relevant sei, kann ihm nicht gefolgt werden. Der im IV-Verfahren ermittelte Invaliditätsgrad entfaltet nämlich dann keine Bindungswirkung für die berufliche Vorsorge, wenn er nicht genau ("präzis") bestimmt werden muss, weil eine grobe Schätzung für die Festsetzung des Umfangs des Anspruchs oder die Verneinung eines Anspruchs genügt (SVR 2012 IV Nr. 41 S. 153, E. 3.2.2, 9C_822/2011; Urteil 9C_858/2010 vom 17. Mai 2011 E. 2.3.2 mit weiteren Hinweisen). Diesfalls wird die allenfalls leistungspflichtige Vorsorgeeinrichtung den Invaliditätsgrad von Amtes wegen mit der gebotenen Sorgfalt zu ermitteln haben (Urteil 9C_345/2008 vom 25. Juli 2008 E. 2.3 mit Hinweis). Dabei kann sie sich auf die im IV-Verfahren durchgeführten medizinischen und erwerblichen Abklärungen stützen (<ref-ruling> E. 2b/aa S. 40). Damit hat es beim vorinstanzlichen Entscheid sein Bewenden.
5.
Ausgangsgemäss sind die Gerichtskosten dem Beschwerdeführer aufzuerlegen (Art. 65 Abs. 4 lit. a und Art. 66 Abs. 1 Satz 1 BGG).

Demnach erkennt das Bundesgericht:
1.
Die Beschwerde wird abgewiesen.
2.
Die Gerichtskosten von Fr. 800.- werden dem Beschwerdeführer auferlegt.
3.
Dieses Urteil wird den Parteien, dem Kantonsgericht Luzern, 3. Abteilung, und dem Bundesamt für Sozialversicherungen schriftlich mitgeteilt.
Luzern, 31. August 2015
Im Namen der I. sozialrechtlichen Abteilung
des Schweizerischen Bundesgerichts
Die Präsidentin: Leuzinger
Die Gerichtsschreiberin: Polla