Проектируя АНТ-3, Туполев остановился на гофрированном металле. Это позволило добиться более высокой прочности дюралюминиевых поверхностей крыла и фюзеляжа. Изначально патент на гофрирование был зарегистрирован в Германии фирмой «Юнкере». В 1923 году Народный комиссариат производства заключил с «Юнкерсом» договор об оказании Советскому Союзу помощи в создании завода по производству алюминия и обучении инженеров технологии производства. Тем не менее на случай, если такое соглашение не удалось бы заключить, Туполев и его коллеги самостоятельно разработали гофрированный алюминий, который получил название «волна ЦАГИ» (по аналогии с «волной Юнкерса»). Расчеты Туполева показывали, что созданный в ЦАГИ гофрированный алюминий оказывался на 25% прочнее и на 5% долговечнее германского. Более сложная технология производства и клепки вызывали сильное противодействие со стороны производственников, однако Туполев сумел добиться своего, и новый гофрированный металл был внедрен в производство. «Юнкере» возбудил в международном суде в Гааге иск против Наркомата производства на том основании, что именно ему принадлежали международные патенты на гофрированный алюминий, но иск был отклонен.
Между тем Туполеву не давала покоя еще одна проблема: сложно выпускать самолеты серийно без создания испытательных машин, на которых отрабатывались бы новые технические решения и выявлялись слабые места конструкции. Вскоре в рамках отдела АГОС начинается создание экспериментальной базы. Учитывая, что первоначально институт ЦАГИ был задуман как научно-исследовательская организация, многие руководители возражают против включения в его структуру экспериментального подразделения, но Туполев в очередной раз преодолевает сопротивление, и 14 ноября 1924 года при отделе АГОС появляется новое подразделение.
Производство и помещения для инженерного персонала разместили недалеко от ЦАГИ в здании на углу Вознесенской и Немецкой улиц (теперь это улицы Радио и Бауманская). Задача нового подразделения, в состав которого вошел, в частности, цех по строительству опытных самолетов, заключалась в развитии испытательных технологий в интересах серийного производства. Проходит совсем немного времени – ив новом здании работает уже 185 сотрудников из 305 человек, состоявших в штате ЦАГИ. Здесь проектировалось и создавалось множество самолетов Туполева. В течение нескольких лет после организации экспериментальной базы Туполев работает над такими машинами, как АНТ-4/ТБ-1, истребитель АНТ-5 (1927), АНТ-7/Р-6 (1929), пассажирский самолет АНТ-9 (1929), четырехмоторный бомбардировщик АНТ-6/ТБ-3 (1930), АНТ-14 (1931).