Após a sentença, o juiz é obrigado a marcar novo interrogatório caso o réu deseje?

O interrogatório, uma vez realizado, é um ato jurídico perfeito. Para ser realizado novamente, precisa necessariamente ter alguma justificativa grave como coação do réu ou cerceamento do direito de defesa, se impugnado mediante habeas corpus ou recurso de apelação anulando atos processuais e, portanto, reiniciando a instrução. Nestes casos, sim, do contrário não.

Bem observados os requisitos citados pelo Guilherme, mas cumpre esclarecer que se houver qualquer vício/nulidade procedimental, tanto com relação a obtenção de provas ou normas processuais, quer seja no nascedouro da ação (inquérito e/ou denúncia) ou na fase instrutória (ordem dos depoimentos, cerceamento de defesa, coação do réu, etc..), estando tal vício devidamente provado em grau de recurso caberá também, caso haja PROVIMENTO do recurso, nova instrução processual e/ou até mesmo nulidade total do processo, não reiniciando somente a fase de instrução, mas sim todas as fases processuais.

Mas de forma direta e suscinta, por mera declaração de vontade do réu, sem provas que corroborem para nova designação de AIJ o Juiz não pode designar outro ato, vez que conforme já mencionado é um ato jurídico perfeito.

Segundo a doutrina, enquanto não transitar em julgado a sentença penal o réu tem direito ao interrogatório mesmo que seja após a sentença, desse modo, caso o juiz não marque esse novo interrogatório poderá haver nulidade processual se houver a prova do prejuízo.