Die fortschreitende Digitalisierung erhöht die Nachfrage nach interaktiven Geräten, die die physische und digitale Welt verbinden. Während es ein großes Potenzial für maßgeschneiderte interaktive Geräte gibt, die auf bestimmte Anwendungen oder Benutzer zugeschnitten sind, erforderte die Integration von Interaktivität in Geräte bislang vorgefertigte Komponenten (z.B. eckige Tasten oder flache Touchscreens), die die Geräteform einschränken. Mit dem Aufkommen des 3D-Drucks hat sich eine flexiblere Alternative eröffnet, die es Unternehmen, Entwicklern und Endanwendern ermöglicht, mit geringerem Aufwand spezifisch geformte, individualisierte Objekte nach Bedarf zu entwerfen und herzustellen. Auch wenn der 3D-Druck als Revolution traditioneller Fertigungsprozesse anerkannt ist, erfordert die Herstellung maßgeschneiderter interaktiver Geräte neue Sensorkonzepte für komplexe Geometrien und bisher erheblichen Design- oder Montageaufwand.

Diese Arbeit befasst sich mit dem 3D-Druck von interaktiven Eingabegeräten, die auf eine Vielzahl von äußeren Reizen reagieren und in einem einzigen Durchgang gedruckt werden, ohne dass wesentliche Montageschritte erforderlich sind. Es besteht aus den folgenden fünf Hauptbeiträgen: Der erste Beitrag ist eine Fertigungspipeline zum Design und 3D-Druck von individuellen Berührungssensoren auf komplexen 3D-Objekten. Der zweite Beitrag erweitert diese Fertigungspipeline zur Erkennung von Schweben, Berühren und Druck eines Fingers über oder auf einem Objekt. Der dritte Beitrag befasst sich mit Sensorkonzepten, die Druck, Quetschen oder Biegen auf kapazitiven Touchscreens detektieren. Der vierte Beitrag fügt Flüssigkeiten zu 3D-gedruckten Objekten hinzu, um Kippen und Bewegung zu erkennen. Basierend auf diesen flüssigkeitsgefüllten Objekten, erforscht der fünfte Beitrag einen alternativen Messansatz, der während der Interaktion keine Elektronik und keinen Strom erfordert. Stattdessen speichert jedes Sensorkonzept den Einfluss eines vordefinierten externen Stimulus durch Änderungen in seiner internen Struktur. Diese Änderungen können zu einem späteren Zeitpunkt über einen kapazitiven Touchscreen ausgelesen werden. Eine Reihe von Studien und Anwendungen zeigen die Machbarkeit und Anwendbarkeit aller Beiträge für den 3D-Druck von maßgeschneiderten interaktiven Geräten.